Износ поршневых канавок

Отражены четыре вида отказов: от износа поршневых канавок, износа цилиндрической части поршня, от образования трещин и прочие отказы, в которые включены повреждения днища поршня со стороны камеры сгорания. Как видно из рис 2.1 доля отказов из-за износа поршней составляет 76–90% от 100% рассмотренных видов отказов.

Важно подчеркнуть, что наибольший процент отказов происходит из-за износа канавок под поршневые кольца-70%.%. Они являются и более весомыми по влиянию на нормальную работу двигателей, так как в большей степени, чем износ цилиндрической части поршней, приводят к нарушению сопряжений пары канавка-кольцо, влекущей прорыв газов, расход топлива, потери мощности двигателей и проч.

Исходя из приведенных выше результатов, можно сделать вывод, что основное внимание при изучении закономерностей износа поршней, следует сосредоточить на износе канавок головок поршней. При проведении исследований учитывались требования руководящих документов (РД) морского флота, предписывающие определенные ограничения на установочные зазоры, которые должны иметь место по высоте между поршневым кольцом и поршневой канавкой, а также зазоры в замке поршневых колец. Увеличение этих зазоров влечет при достижении определенной их величины к нарушению нормальной работы пары трения и, в целом, всей цилиндро-поршневой группы. Учитывая важность требований РД, а также необходимость базовой основы при проведении измерений, приведены табл. 2.1 ряд размеров, которые являются установочными и использовались нами при осуществлении обмеров как непосредственно на судах при вынужденной остановке в рейсе, так и при ремонтно-восстановительных работах в цехах СРЗ. Видно, что величины зазоров по высоте канавки и в стыке замков поршневых колец зависят от номинального диаметра поршня и высоты поршневого кольца. С увеличением их величины вырастают и величины установочных зазоров. Так, установочный зазор по высоте между плоскостью кольца и кепа может достигать 0,12 – 0,17 мм для двух верхних колец с высотой 14 и более миллиметров, а зазор в стыке замка колец – 5,4 мм В процессе работы эти зазоры увеличиваются, что является следствием осевого и радиального износа контактирующих контртел. А таких контртел два: условно первое – кольцо-поршень, второе – кольцо-зеркало цилиндра.

Больше всех изнашивается сочленение по первой канавке; а для третьей и последующих канавок износ практически не зависит от расположения канавок, причем имеет одинаковую величину для всех двигателей рассматриваемых типов. Однако износ по первой и второй канавкам для рассмотренных типов двигателей сильно отличается, что зависит от условий смазки, конструктивных особенностей поршней и от прочих причин.

Таблица 2.1

Кривые, выражающие частоту отказов головок поршней по первой канавке для разных типов двигателей в зависимости от их наработки. Как видно из рис. 3, частота отказов из-за осевого износа поверхностей по первой канавке.