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- 發(fā)布日期：2021-07-30 10:22:53 點擊次數(shù)：17 所屬分類：行業(yè)動態(tài) 文章來自：康成發(fā)電設(shè)備
康明斯柴油發(fā)電機組影響竄氣的重要因素
1.活塞環(huán)槽下側(cè)面倒角的影響
活塞環(huán)槽下側(cè)面與活塞環(huán)下側(cè)面直接配合，構(gòu)成了防止燃?xì)馔ㄟ^環(huán)槽間隙的主要密封表面，所以對環(huán)槽的加工質(zhì)量要求較高。為保證貼合面的接觸質(zhì)量，不允許出現(xiàn)任何微小、局部的凸起或貫穿密封面的劃痕，否則會造成竄氣量的異常增大。
通常情況下，為保護環(huán)槽兩側(cè)外邊緣免于損壞，還要在環(huán)槽外邊緣略微進行倒角。但由于第一道環(huán)槽下側(cè)面的倒角正好位于第一道活塞環(huán)的下面，會加劇第一道環(huán)的不穩(wěn)定運動，因而對竄氣和機油耗起著十分不利的影響。圖3的變化曲線揭示了該處倒角大小與竄氣量的變化關(guān)系。如圖所示，與尖角環(huán)岸邊緣（倒角為0）相對照，若加工0 · 5mm的倒角，竄氣量約從40L/min猛烈增加到80L/min。在設(shè)計和加工此處倒角時比較合理的倒角大小選擇是 0．1、0 · 2mo因此，在對活塞環(huán)槽進行加工和裝配過程中，對第一道環(huán)槽的倒角一定要特別的小心，不允許出現(xiàn)倒角尺寸過大以及磕碰、加工毛刺等微小凸起。
康明斯發(fā)電機組根據(jù)經(jīng)驗，其余幾道環(huán)岸邊緣倒角對竄氣沒有重大的影響，但必須防止出現(xiàn)毛刺。
2.發(fā)電機組頂岸間隙的影響
頂岸間隙對活塞環(huán)密封系統(tǒng)能否穩(wěn)定工作十分重要，過小的頂岸間隙不利于燃燒室內(nèi)燃?xì)鈮毫ο蚧钊h(huán)部位的迅速傳遞，因此，頂岸間隙必須大到可以保證燃?xì)饽軌蝽槙车氐竭_(dá)活塞環(huán)密封系統(tǒng)所在的頂環(huán)環(huán)槽處。
設(shè)計頂岸間隙的大小還必須同時考慮高負(fù)荷工況下缸套嚴(yán)重磨損問題，這種磨損是由覆蓋在活塞頂岸上積炭磨光引起的。為防止積炭磨光，也需要加大活塞頂岸與缸壁的間隙，使積炭層增厚至不再能得到足夠的粘接力而自行剝落。
但是，過大的頂岸間隙會把頂環(huán)過多地暴露在高溫、高壓的燃?xì)庵?，從而加大頂環(huán)的熱負(fù)荷。因此，有必要考察加大頂岸間隙對燃油耗、煙度、排氣成分是否有影響，頂環(huán)的溫度是否顯著上升等。一般來說，采用錐形頂岸間隙可以得到比較理想的結(jié)果。
3.柴油機活塞環(huán)邊緣形狀的影響
為防止力日工活基環(huán)時在棱邊處產(chǎn)生的毛刺或尖銳凸起劃傷缸套表面，活塞環(huán)外棱邊必須進行倒角或修圓處理。但由于頂環(huán)下棱邊倒角和頂環(huán)下方活塞環(huán)槽的倒角會共同形成一個容納燃?xì)獾男￠g隙，且分布在整個圓周方向上，致使活塞環(huán)的密封壓力減少，竄氣量增大。
倒角大小或修圓后的圓角大小對竄氣量的影響與前述第一道環(huán)槽下側(cè)面倒角對竄氣量的影響基本相同。在其他條件不變的情況下，隨著第一道活塞環(huán)邊緣倒角或圓角半徑的增加，竄氣量會大大增加。因此，第一道環(huán)下棱邊應(yīng)盡量采用小倒角過渡，推薦的倒角大小為0，1、0 · 2mmo在進行發(fā)電機組竄氣試驗時，工作面為桶面的活塞環(huán)下棱邊雖然加工成尖角，可是在磨合初期竄氣量仍有些偏離，只有在桶面環(huán)磨合到下端面尖角處之后，竄氣量才會減少。
究竟采用多大的倒角，才能既有效控制竄氣量，又能控制加工成本，保持合理的性價比，對此，采用下表所示的四種倒角型式進行了專門的試驗研究。試驗結(jié)果采用常規(guī)倒角結(jié)果為基準(zhǔn)1的相對值。
表2 四種活塞環(huán)倒角的竄氣量試驗值
倒角形式
竄氣量
常規(guī)倒角：實測值：
規(guī)格0，15、0．40mm
o．28m
1，00
磨削倒角：規(guī)格最大0，10m × 45。
實測值：0，10m
o．87
磨削倒角：規(guī)格最大0，20m× 45。
實測值： 0，20皿n
o．86
磨削圓角：規(guī)格最大0．20m 實測值： 0．14m
o．66
可以看出，磨削倒角和磨削圓角得到比常規(guī)倒角好得多的結(jié)果。然而，最大0．10mm的磨削倒角在其制造工藝中存在某些困難，加工成本較高，最大0 · 20mm磨削圓角是比較合適的工藝方案。
4切口形狀的影響
曾經(jīng)試圖改變活塞環(huán)的切口形狀來減少竄氣量，比如采用斜切口、搭接切口等形式，但試驗效果并不理想。實踐證明活塞環(huán)切口形狀對竄氣量的影響不大。
5活塞環(huán)外圓面的影響
近來，活塞環(huán)有減少軸向高度的發(fā)展趨勢，以免活塞環(huán)振顫并減少摩擦。但這有時會帶來嚴(yán)重的竄氣量波動問題，批量生產(chǎn)中可以看到發(fā)電機組的竄氣量十分不規(guī)則，即在配相同的發(fā)電機組時，有的竄氣量很低，有的則大大超過規(guī)定值。這是由第一道活塞環(huán)受到氣體壓力而變形，活塞環(huán)頂部外邊緣與缸壁接觸而造成的。
因此，為了提高初期磨合性和抗擦傷性，第一道環(huán)滑動面通常設(shè)計成桶形。桶面度愈小，竄氣量愈少。由于采用桶面環(huán)取得了補償效果，批量生產(chǎn)中所有發(fā)電機組的竄氣量基本達(dá)到了一致。然而如前所述，為充分發(fā)揮活塞環(huán)工作面下棱緣的尖角效果，要求活塞環(huán)既不能太凸出，也不能在氣體壓力下變形而使環(huán)工作面下邊緣不再與缸壁相接觸。為此， ·還有必要采用其他方法補償變形，例如采用內(nèi)倒角或錐面氣環(huán)等技術(shù)措施。
6閉口間隙的影響
單獨減少第一道活塞環(huán)的閉口間隙對減少竄氣量的作用不大，根據(jù)聯(lián)邦德國D I N標(biāo)準(zhǔn)，活塞環(huán)閉口間隙的減少有一個極限范圍，因為在高負(fù)荷（即高溫）條件下，環(huán)的閉口間隙可能會消失，有可能引起活塞環(huán)卡死。一般竄氣量會隨閉口間隙的增大而增加。閉口間隙增加0 · 5mm，約相當(dāng)于活塞環(huán)徑向磨損了0，08皿，即接近于活塞環(huán)鍍鉻層厚度。閉口間隙增加到上述數(shù)量級時，所引起的竄氣量的增加仍然在允許的范圍內(nèi)。但如果閉口間隙增加超過0．5皿n，則竄氣量會急劇升高。
如果將柴油機第一和第二道環(huán)的閉口間隙同時進行考慮，清況又會有所不同。閉口間隙C設(shè)計成c第一道< c第一道，稱之為c平衡，由于環(huán)組壓力的合理分配，能夠起到降低柴油機竄氣量和機油耗的作用。這種設(shè)計可盡量減少通過第一道環(huán)閉口間隙流入第二道環(huán)岸的燃?xì)饬髁?，同時加大通過第道環(huán)閉口間隙流入第三環(huán)岸的燃?xì)饬髁?，從而降低第二環(huán)岸處的氣體壓力，減少了第二環(huán)岸對第一道環(huán)向上的推力，頂環(huán)維持穩(wěn)定的密封壓力，弱化了頂環(huán)的不穩(wěn)定運動，即保持了活塞環(huán)密封系統(tǒng)的動態(tài)平衡。
7活塞環(huán)數(shù)量對機油耗和竄氣量的影響
試驗反復(fù)表明，只要活塞環(huán)不是因不利的間隙或設(shè)計而削弱自身的功能，對于非增壓和增壓發(fā)電機組燃燒室來說，三道活塞環(huán)完全可以滿足密封要求。
氣環(huán)數(shù)量過多，以試圖增加所謂的迷宮效應(yīng)來降低竄氣量，實際證明是得不償失的，較少的活塞環(huán)數(shù)量能夠更好地發(fā)揮c平衡效果，維持密封系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性。出于這種考慮，近來甚至出現(xiàn)了只有頂環(huán)和油環(huán)的雙環(huán)結(jié)構(gòu)。
8機油的影響
機油含水量超標(biāo)會嚴(yán)重影響發(fā)電機組竄氣的控制，在批量生產(chǎn)實際中，由于機油的反復(fù)使用，常常出現(xiàn)大批發(fā)電機組竄氣量突然增大的奇怪現(xiàn)象。這往往是由于重復(fù)使用的機油中水分沒有及時清除干凈，造成機油品質(zhì)大幅下降，因此，必須及時對重復(fù)使用的機油進行脫水處理。
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