Въведение
Ударът-на буталния пръстен, този „невидим убиец“ на двигателя, не само краде мощност и увеличава разхода на гориво, но също така е признак за големи неизправности.
Тази статия използва симулация, за да ви покаже мистерията на удар-и и предоставя практическо ръководство за управление.
За морските инженери, които се занимават с корабни двигатели от дълго време, продухване-на бутален пръстен определено не е непознат термин.
То е невидимо и неосезаемо, но всъщност влияе върху мощността, икономичността и безопасността на двигателя.
I. Подробно обяснение на опасностите, причинени от удар на бутален пръстен-от
Основната мисия на буталните пръстени е да уплътняват, предотвратявайки изтичането на газ от висока-температура и високо{1}}налягане от горивната камера в картера.
Ако уплътнението не е плътно, ще възникне теч.
Получената верига от опасности не може да бъде подценявана:
Загуба на мощност, увеличен разход на гориво:Газът под високо{0}}налягане, който трябваше да бъде използван за натискане на буталото, за да извърши работа, се губи, така че двигателят естествено отслабва. За да се поддържа мощност, трябва да се изгори повече гориво.
Влошаване на маслото, повишено износване:Газът с висока{0}}температура, изтичащ в картера, ще замърси и ще влоши маслото, намалявайки неговите смазочни характеристики, което води до необичайно износване на компонентите на двигателя.
Силно натрупване на въглерод, което води до порочен кръг:Примесите и високата температура, причинени от изтичане в картера, са склонни да образуват въглеродни отлагания в жлебовете на буталните пръстени, леглата на клапаните и т.н. Това допълнително ограничава буталния пръстен, утежнява изтичането и създава порочен кръг.
Задействане на детонация, опасност за безопасността:Високата концентрация на газ и маслена смес в картера, когато е изложена на висока температура, крие риск от изгаряне и експлозия.
II. Три пътя на изтичане
И така, как газът пробива блокадата на буталните пръстени?
Пътища на продухване-на буталния пръстен
Има основно три пътя:
1. Основен канал: Хлабина между отвора на буталния пръстен: Това е междината на термичното разширение, запазена по време на проектирането, и е основният канал за издухване-на газ. Газът преминава през процепа между пръстена и втулката на цилиндъра, след това през задния процеп на пръстена и накрая изтича през този отвор.
2. Динамично изтичане: Пролука между буталния пръстен и жлеба на пръстена: Буталният пръстен не винаги прилепва плътно към жлеба. Под действието на инерционната сила той ще вибрира нагоре и надолу, а мигновеното окачване ще осигури възможност за изтичане на газ.
3. Повреда на уплътнението: Неадекватна адхезия между буталния пръстен и цилиндровата обшивка: Поради термичната деформация на цилиндровата обшивка, износването, недостатъчната еластичност на буталния пръстен и т.н., пръстенът и стената на цилиндъра не могат да бъдат напълно залепени и това също ще образува канал за изтичане.
Разпределение на бутални пръстени
III. Практически анализ: Симулацията разкрива трите основни модела на влияние на удара на буталния пръстен-от
Wartsila 6L34DF
Използвахме професионални симулационни модели, за да симулираме удара на буталния пръстен-от двигателя Wärtsilä 6L34DF при различни работни условия и идентифицирахме няколко правила със значителна насочваща стойност за управление:
Първо правило: Колкото по-голямо е натоварването, толкова по-тежко е изтичането на отработени газове.
Резултатите от симулацията показват, че когато скоростта на двигателя остане постоянна и натоварването се увеличи от 25% на 100%, ударът-от обема на газа значително се увеличава.
Причината е проста: при по-голямо натоварване налягането на горене в цилиндъра е по-високо и по-силната сила на натиск кара повече газ да търси пролуки за изтичане.
В същото време високата температура при високо натоварване също прави газа по-податлив на разширяване и изтичане.
Последици за морските двигатели: При условия на работа с високо-натоварване е още по-необходимо да се следят отблизо промените в параметрите на двигателя, като температура на отработените газове и скорост на турбокомпресора, тъй като това може да са ранни индикатори за повишено изтичане на отработени газове.
Масов дебит на продухване-на буталния пръстен при различни натоварвания
Правило 2: По-високата скорост на въртене води до по-малко удар-
Контра-интуитивен феномен е:
При същото натоварване, ако оборотите на двигателя се увеличат по подходящ начин, ударът-по обем ще намалее.
Това е подобно на бързо въртящ се връх, който е по-стабилен - по-голямата центробежна сила при висока скорост кара буталните пръстени да прилягат по-плътно към стената на цилиндъра, подобрявайки ефективността на уплътняване.
Последици за морските двигатели: В рамките на безопасния диапазон, подходящото увеличаване на скоростта не е лошо нещо.
Все пак трябва да се отбележи, че работата с прекомерна скорост ще доведе до други рискове и всички трябва да се основават на инструкциите.
Масовият дебит на продухване-на буталния пръстен при различни скорости на въртене и максималното налягане в цилиндъра
Правило 3: Колкото по-голяма е разликата, толкова по-тежък е провалът
В симулацията ние изкуствено увеличихме удара-по площ, представляваща износването или счупването на буталния пръстен.
Резултатът показа, че когато площта на изтичане на газ се увеличи до 1,5 до 2 пъти над нормалната стойност, мощността на двигателя значително ще намалее и разходът на гориво ще се увеличи рязко.
издух-от хлабината на порта на буталния пръстен
Това показва, че когато буталните пръстени страдат от силно износване, счупване или когато цилиндровата обвивка се деформира, изтичането на отработени газове вече няма да бъде незначителен теч, а вместо това ще се превърне в сериозна неизправност, която значително засяга производителността.
Последици за морското инженерство: Редовните проверки на цилиндрите са от изключително значение!
Обърнете специално внимание на проверката на състоянието на износване на първия и втория газови пръстени, техните отвори за отваряне и чистотата на каналите на пръстена.
промените в мощността на двигателя и разхода на гориво при издухване на газ-в зависимост от площта на буталните пръстени варират
IV. Резюме: Ключови точки за ежедневно управление на продух-буталния пръстен
Обърнете специално внимание: Следете внимателно дали консумацията на масло не се е увеличила необичайно и проверете дали има голямо количество дим, излизащо от вентилационните отвори на картера. Това са преките прояви на повишено изтичане.
Съсредоточете се върху данните: Редовно сравнявайте параметрите на работата на двигателя при различни натоварвания (като налягане при горене, температура на отработените газове, разход на гориво и т.н.) и създайте свое собствено здравно досие на оборудването. След като има промяна в тенденцията, бъдете нащрек възможно най-рано.
Наблегнете на поддръжката: Провеждайте инспекция на бутилката стриктно в съответствие с графика за поддръжка.
Когато проверявате буталните пръстени, обърнете внимание не само на хлабината на отваряне, но също така обърнете внимание на еластичността на пръстените и въглеродните отлагания в жлебовете на пръстените.
Уверете се, че пространството между буталния пръстен и цилиндъра и задната хлабина отговарят на стандартите.
Разберете модела: Разберете модела, че високото натоварване води до изтичане. След дългосрочна-работа с-високо натоварване можете да организирате по подходящ начин проверки или да съкратите цикъла на анализ на смазочното масло.
Продухването на буталните пръстени-е нормално явление при работа на двигателя. Въпреки това, ако може да се контролира в рамките на разумен диапазон, това става отговорност на управлението на корабния двигател.
Като разберем неговия механизъм и схванем неговите променящи се модели, можем да преминем от пасивно отстраняване на повреда към проактивна предсказуема поддръжка, което позволява навигацията да бъде по-издръжлива и икономична.