胡朔，萬驍

（長江三峽通航管理局，湖北 宜昌 443000）

在工業(yè)產(chǎn)業(yè)運(yùn)行及發(fā)展的背景下，船用柴油機(jī)作為設(shè)備使用中較為重要的組成，在活塞環(huán)使用的過程中，將其運(yùn)用在密封燃燒室之中，可以在活塞達(dá)到一定位置之后，保證燃燒室內(nèi)有充足的溫度及壓力，提高燃燒處理的整體效果。對于柴油機(jī)活塞環(huán)的技術(shù)形式，其狀態(tài)直接影響柴油機(jī)的工作可靠性、動力性和經(jīng)濟(jì)性。而且，在活塞、活塞環(huán)工作條件相對惡劣的環(huán)境下，機(jī)械設(shè)備的磨損會增加損失功率，其功率損失值可以達(dá)到55%～65%，由于活塞環(huán)是活塞組件中最容易損壞的零件，其工作情況會對燃燒油的完整度受到損失，所以，在柴油機(jī)活塞環(huán)運(yùn)用中，應(yīng)該注意對活塞的管理，結(jié)合柴油機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)，保證設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性。研究中，對活塞環(huán)的使用進(jìn)行分析，總結(jié)設(shè)備故障隱患對系統(tǒng)造成的影響，以便全面提高設(shè)備維護(hù)及管理的有效性，充分保障柴油機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1 活塞環(huán)的工作條件

為保證密封可靠和防備個別環(huán)折斷，一個活塞環(huán)上設(shè)多道氣環(huán)，多道環(huán)還可以形成曲徑式密封，環(huán)數(shù)越多，氣體的泄露越少。但是環(huán)的數(shù)目會使活塞的摩擦損失增加。另一方面，活塞運(yùn)動速度與漏氣的多少成反比。所以在設(shè)計(jì)上還是應(yīng)盡可能地減少氣環(huán)的數(shù)目。通常高速機(jī)采用2～3道氣環(huán)，中速機(jī)采用3～4道氣環(huán)，低速機(jī)采用5～7道氣環(huán)。

結(jié)合柴油機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，活塞環(huán)的工作環(huán)境相對較差，如，在第一道活塞環(huán)運(yùn)行中，受到高溫、高壓因素的影響，會降低缸體內(nèi)的密封效果。第二，在第二道環(huán)下方氣體壓力分析中，需要將氣缸壓力控制在10%的狀態(tài)，通過密封系統(tǒng)的處理及調(diào)整，提高活塞環(huán)運(yùn)行的效果，充分滿足活塞環(huán)的工作需求。在氣體壓力的影響下，活塞環(huán)在往復(fù)運(yùn)動的慣性力影響下，活塞環(huán)及氣缸套會產(chǎn)生摩擦力。由于活塞本身會受到彈力因素的影響，在張合交變的影響下，會降低潤滑條件，從而增加運(yùn)動難度。而且，在柴油機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下，受到燃燒不良因素的限制，會影響活塞環(huán)的密封效果，嚴(yán)重的會損害柴油機(jī)系統(tǒng)。

2 活塞環(huán)的作用、材料

2.1 活塞環(huán)作用

通過對活塞環(huán)使用情況分析，其作用如下：第一，在活塞以及氣缸密封作用下，密封燃燒室可以有效促進(jìn)活塞運(yùn)動；第二，在活塞頂部吸收熱量的情況下，會將能量通過汽缸壁傳遞給冷卻水；第三，在活塞氣缸內(nèi)運(yùn)動的情況下，會增強(qiáng)設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2.2 活塞環(huán)的材料

活塞環(huán)的材料常用合金鑄鐵、可鍛鑄鐵或球墨鑄鐵。考慮到活塞環(huán)比氣缸套更易磨損，所以活塞環(huán)與氣缸套不能為同一種材料，硬度比氣缸套稍高（10～20HB），大約控制在HB180～HB300之間。要求其彈性好，摩擦系數(shù)小，耐磨、耐高溫。通常情況下，在活塞材料使用中，為了更好的提高設(shè)備使用壽命，應(yīng)該缺少活塞環(huán)材料的選擇方案：第一，活塞環(huán)表面應(yīng)該鍍鉻，以便更好的提高系統(tǒng)的耐磨性；第二，活塞環(huán)外表面鍍銅之后，可以更好的提高材料的磨合性，避免活塞環(huán)運(yùn)行中黏連問題的出現(xiàn)；第三，內(nèi)表面刻紋以提高彈性；第四，環(huán)外表面開設(shè)蓄油槽以利于潤滑。

3 引發(fā)活塞環(huán)故障的原因

3.1 活塞環(huán)黏著

在活塞環(huán)正常使用的情況下，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動以及橫向運(yùn)動時(shí)，活塞環(huán)會在槽內(nèi)進(jìn)行上下運(yùn)動，這種現(xiàn)象會導(dǎo)致活塞環(huán)內(nèi)出現(xiàn)沉積物，當(dāng)這些沉積物進(jìn)入到活塞槽之后，會引發(fā)沉積物故障，無法提高活塞環(huán)的使用效果。對于大部分的活塞環(huán)黏著問題，通常受到活塞氣缸過熱、燃燒不良等因素的影響，在沉積物加速固化以及逐漸擴(kuò)大的情況下，會出現(xiàn)活塞環(huán)固定的問題，從而無法提高活塞環(huán)的使用效果。

3.2 拉缸原因

通過對活塞環(huán)使用情況的分析，在拉缸因素研究中，造成這一問題的原因包括：第一，設(shè)計(jì)問題。在活塞環(huán)使用中，如果出現(xiàn)材料選配不科學(xué)、間隙大小確定因素不足等，會影響活塞環(huán)的使用效果，同時(shí)出現(xiàn)設(shè)備使用不規(guī)范的問題。第二，在管理角度上分析，引發(fā)拉缸的問題與活塞環(huán)不能正常工作存在關(guān)聯(lián)，如，在活塞環(huán)搭口間隙較小的影響下，會增加活塞環(huán)斷裂的可能，嚴(yán)重的會是汽油機(jī)出現(xiàn)燃?xì)庑孤?，從而引發(fā)拉缸問題。

3.3 斷環(huán)的原因分析

（1）活塞的原因。根據(jù)柴油機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，在活塞環(huán)質(zhì)量不高的情況下，會出現(xiàn)系統(tǒng)磨合不足的問題，這種情況下，會使環(huán)形槽出現(xiàn)表面不平的問題，一般情況下，活塞引發(fā)斷環(huán)的因素包括：第一，設(shè)備在長時(shí)間運(yùn)行的情況下，活塞環(huán)會在高溫影響的情況下出現(xiàn)表面平面不平的問題，從而增加活塞熱膨脹的風(fēng)險(xiǎn)。第二，在活塞頭出現(xiàn)熱膨脹的問題，會出現(xiàn)扇形或是鼓形的變化。第三，在活塞環(huán)長時(shí)間高溫的影響下，會出現(xiàn)環(huán)槽面支撐作用不強(qiáng)的問題，而且，燃?xì)庠诜磸?fù)壓力作用的情況下，會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)及彎曲問題。

（2）氣缸的原因。在缸套使用時(shí)間較長因素的影響下，系統(tǒng)會受到使用時(shí)間限制，而且，在磨合不良、潤滑不良等因素的影響下，會使氣缸出現(xiàn)嚴(yán)重磨損的問題，這種情況會降低活塞環(huán)的使用效果，無法滿足柴油機(jī)系統(tǒng)的正常使用需求。而且，在二沖程機(jī)掃氣口會受到氣口掛斷因素的影響，使缸套發(fā)生磨損問題，長期發(fā)展中會出現(xiàn)圓周方向不規(guī)則變化的問題，從而會引發(fā)氣缸問題，嚴(yán)重的會出現(xiàn)活塞環(huán)受力不均等因素的限制，不能保障活塞環(huán)的正常運(yùn)行。

4 活塞環(huán)故障處理

針對以上不同原因引起的活塞故障要有不同的方法來處理，下面提出了相應(yīng)的處理措施。

4.1 黏著的處理

當(dāng)發(fā)生環(huán)黏著時(shí)，不要硬往外拉，以免損傷活塞本體，更不能用鑿子將環(huán)切斷取出，這樣會使環(huán)槽受到損壞。而應(yīng)先將柴油或汽油澆在活塞環(huán)的黏著面上，然后從環(huán)的一端用木錘輕輕地敲著環(huán)轉(zhuǎn)動，見環(huán)稍有松動時(shí)，再將柴油注入間隙中，用手來回轉(zhuǎn)動活塞環(huán)。然后再用拆裝工具取出環(huán)。為了防止活塞環(huán)黏著，在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，要注意活塞和氣缸的充分冷卻；防止滑油過多或使用不干凈的滑油等；在檢修中，要注意清潔活塞環(huán)和環(huán)槽。

4.2 拉缸的處理

（1）臨時(shí)安全措施。在拉缸問題處理的過程中，如果設(shè)備維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)活塞環(huán)出現(xiàn)了拉缸征兆，需要及時(shí)構(gòu)建針對性的處理方案，通常情況，在臨時(shí)安全處理措施確定中應(yīng)該做到：第一，在油門手柄拉回處理中，需要將格數(shù)控制在正常的范圍，以便實(shí)現(xiàn)減油降速的航行目的；第二，在活塞環(huán)的拉缸問題處理中，需要使用專用工具進(jìn)行氣缸噴油泵柱的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)單缸停油的使用目的。第三，在開缸處理中，需要更好的釋放壓力，并將活塞環(huán)缸內(nèi)的污物及時(shí)吹出。第四，在各項(xiàng)處理措施了落實(shí)的情況下，需要分析故障處理方案是否合理，并將冷卻液的設(shè)備系統(tǒng)調(diào)節(jié)到正常的使用狀態(tài)。

（2）吊缸檢修。當(dāng)拉缸事故比較嚴(yán)重，需進(jìn)行吊缸檢修時(shí)，在吊缸檢修后，在拉缸比較輕微的情況下，如活塞和缸套僅有局部拉毛或輕微擦傷，可用砂輪、油石、紗布等工具將受傷處磨光或拋光，使缸套縱向無溝紋或刮痕，橫向無臺肩。已損壞或不符合要求的活塞環(huán)如活塞環(huán)間隙過大，會引起活塞環(huán)對環(huán)槽的沖擊而加劇磨損，應(yīng)進(jìn)行更換。

4.3 斷環(huán)的處理

斷環(huán)的碎片可能沖入排氣管甚至沖入廢氣渦輪增壓器，打碎增壓器葉片，造成嚴(yán)重故障，也可能引起拉缸，損傷缸套并使活塞環(huán)槽變形。因此，確認(rèn)已斷壞時(shí)必須進(jìn)行吊缸更換，以保證氣缸的密封性。

5 結(jié)語

總之，通過對柴油機(jī)活塞環(huán)故障問題的分析，在其正常運(yùn)行的情況下，會受到多種因素的影響，所以，在設(shè)備故障的實(shí)際處理中，需要結(jié)合活塞環(huán)的運(yùn)行特點(diǎn)，構(gòu)建針對性、全面性的處理方案，以提高活塞環(huán)維護(hù)及使用的效果。而且，由于活塞環(huán)作為柴油機(jī)中十分重要的零部件，應(yīng)該對燃油燃燒的完整度、工作狀態(tài)等進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中存在的隱患，并通過全過程監(jiān)督管理機(jī)制的確定，增強(qiáng)油液分析技術(shù)、磨損監(jiān)控機(jī)制的使用價(jià)值，為柴油機(jī)的正常使用提供參考，延長活塞環(huán)的使用壽命。但作為設(shè)備管理員，更要加強(qiáng)自身的技術(shù)本領(lǐng)，只有具備了真正的技術(shù)本領(lǐng)，才能在工作中將機(jī)器管理的更好。