Prif achosion llosg piston yn injan Cummins K38
Mae erydiad piston yn ffenomen gyffredin yn y defnydd o injan diesel, gyda'r rhan fwyaf o'r erydiad yn digwydd ar ben y piston, y rhigolau cylch piston cyntaf a'r ail, a chylchedd y pen piston. Yn gyffredinol, y prif ffurfiau yw twll toddi wyneb uchaf piston, trydylliad, rhicyn siâp bysellffordd a llygad diliau ar gylchedd y pen. Y prif ffenomen bai yw'r cynnydd mewn nwy gwacáu o dan yr injan, a hyd yn oed yr olew yn rhuthro allan o'r twll anadlu.
Bydd llosgi'r piston yn achosi gweithrediad annormal yr injan diesel, gan arwain yn uniongyrchol at ostyngiad mewn pwysedd a phŵer silindr, gan achosi tynnu silindr yn anuniongyrchol, dal brêc, a difrod i gydrannau megis y turbocharger a'r pen silindr.
Isod, yn seiliedig ar y profiad o atgyweirio erydiad piston yn injan Cummins K38 a gwybodaeth dechnegol berthnasol, mae'r awdur yn dadansoddi achosion erydiad piston yn injan Cummins K38.
Dangosir yr erydiad piston yn Ffigur 1.
Pwysau cefn gormodol o wacáu
Mae pwysau cefn gwacáu yn cyfeirio at bwysau gwrthiant gwacáu'r injan.
Mae gwasgedd gwacáu injan K38 yn llai na 0.09kPa. Os yw'r muffler wedi'i rwystro neu os yw'r bibell wacáu wedi'i haddasu'n amhriodol, bydd yn cynyddu'r ymwrthedd gwacáu, gan arwain at ormod o bwysau gwacáu.
Oherwydd pwysau cefn gwacáu uchel yr injan, mae'r nwy gwacáu a gynhyrchir gan hylosgiad y cymysgedd yn y silindr yn anodd ei ollwng, a dim ond yn ôl y gall y nwy gwacáu lifo. Mae gwres yn cronni'n gymharol yn y silindr, gan arwain at dymheredd uchel y silindr ac yn y pen draw achosi llosg piston.
Piston o ansawdd gwael
Mae'r piston yn symud yn ôl ac ymlaen mewn llinell syth o dan amodau llym tymheredd uchel, pwysedd uchel, cyflymder uchel, ac iro gwael, yn uniongyrchol mewn cysylltiad â nwy tymheredd uchel. Gall y tymheredd ar unwaith gyrraedd dros 2500 gradd, sy'n cael ei gynhesu'n ddifrifol ac sydd ag amodau afradu gwres gwael. Felly, mae tymheredd y piston yn ystod y llawdriniaeth yn uchel iawn, gyda'r brig yn cyrraedd 600-700 gradd, ac mae'r dosbarthiad tymheredd yn anwastad iawn;
Mae gan ben y piston lawer iawn o bwysau nwy, yn enwedig y pwysau mwyaf yn ystod y strôc pŵer, a all gyrraedd 6-9 MPa mewn peiriannau diesel. Mae hyn yn achosi i'r piston brofi effaith a dwyn effaith pwysau ochrol;
Mae'r piston yn symud yn ôl ac ymlaen yn y silindr ar gyflymder uchel (8-12m/s), ac mae'r cyflymder yn newid yn gyson, gan gynhyrchu grym anadweithiol mawr, sy'n rhoi llwyth ychwanegol sylweddol ar y piston.
Bydd pistonau sy'n gweithio o dan amodau mor llym yn anffurfio ac yn cyflymu traul, yn ogystal â chynhyrchu llwythi ychwanegol a straen thermol.
Os nad yw ansawdd y piston yn cyrraedd y safon a bod diffygion fel mandyllau, looseness, microcracks, a chynhwysiadau slag yn ystod castio, bydd y mandyllau hyn, y llacrwydd a'r microcracks hyn yn achosi difrod blinder o dan dymheredd a phwysau uchel; Mae'r cynhwysiant slag yn y piston yn toddi yn gyntaf, gan achosi'r piston i doddi ac arwain at fethiant erydiad piston.
Llosgi mwg du a chrynhoad carbon difrifol ar y piston
Mae cynhyrchu dyddodion carbon yn eithaf cymhleth ac yn gysylltiedig yn agos â strwythur yr injan, y math o danwydd ac olew iro a ddefnyddir, yn ogystal ag amodau gwaith ac amodau gwaith yr injan.
Yn y siambr hylosgi, nid yw'r cyflenwad ocsigen yn ddigonol, ac ni ellir llosgi'r tanwydd a'r olew iro sy'n mynd i mewn i'r siambr hylosgi yn llwyr, gan arwain at fwg olew a gronynnau tar. Ar ôl cymysgu â'r olew iro, maent yn ocsideiddio ymhellach i gel gludiog fel asid hydroxy hylif, sy'n ocsideiddio ymhellach i resin lled hylif fel resin, gan gadw'n gadarn at y rhannau. Yna, o dan weithred barhaus tymheredd uchel, mae'r resin yn polymerizes i mewn i bolymer mwy cymhleth, gan ffurfio carbon smentio caled, hynny yw, dyddodiad carbon.
Mae cydrannau dyddodion carbon yn cynnwys olew iro, asidau hydroxy, asffalt, golosg olew, glas carbon, sylffadau, cyfansoddion silicon (o ludw a thywod yn y cymeriant), a symiau hybrin o naddion metel a'u cyfansoddion.
Po uchaf yw tymheredd yr injan, y anoddaf a'r tynnach yw'r dyddodion carbon a ffurfiwyd, a'r cryfaf yw'r adlyniad â'r metel.
Gall y dyddodion carbon yn y rhigol cylch piston achosi i'r cylch piston golli elastigedd a mynd yn sownd, gan arwain at ostyngiad ym mherfformiad selio'r cylch piston ac achosi llosgi olew, a thrwy hynny waethygu cynhyrchu dyddodion carbon.
Gall dyddodion carbon ar y falfiau cymeriant a gwacáu achosi i'r falfiau beidio â chau'n dynn, a gall dyddodion carbon gronynnol tymheredd uchel sy'n cadw at y falfiau hefyd achosi erydiad sedd falf a falf, gan waethygu gollyngiadau falf.
Mae gollyngiad falf yn achosi nwy tymheredd uchel i olchi'r falf a'r sedd falf i ffwrdd, gan achosi ymhellach i'r falf a sedd y falf losgi a gollwng, gan arwain yn y pen draw at ostyngiad mewn pwysedd silindr. Mae'r swm mawr o fwg hylosgi yn hyrwyddo cynhyrchu dyddodion carbon yn y piston.
Mae'r dyddodiad carbon ar y piston yn gwanhau ei effaith afradu gwres ac yn cynyddu'r tymheredd. Pan fydd y tymheredd yn uwch na therfyn dygnwch thermol y piston, bydd yn achosi erydiad piston.
Dangosir dyddodion carbon ar y piston yn Ffigur 2
Y prif resymau dros y swm mawr o fwg du a chrynhoad carbon difrifol mewn hylosgiad injan yw:
Os nad yw'r falfiau cymeriant a gwacáu wedi'u cau'n dynn, bydd yn achosi i'r cymysgedd hylosg tymheredd uchel a gwasgedd uchel erydu arwyneb gweithio'r falf a'r sedd falf, gan achosi tyllu, cronni carbon, ac erydiad ar y ddau arwyneb gweithio. Bydd tyllu, cronni carbon, ac erydiad yn cyflymu'r broses o gau'r falfiau mewnlif a gwacáu yn lac, gan ffurfio cylch dieflig.
Cau falf rhydd, llai o bwysau silindr, hylosgiad gwael, cronni gormod o garbon yn y silindr, gan arwain at ostyngiad mewn pŵer injan a'r economi.
Diffyg cyfatebiaeth ffroenell pwmp, chwistrelliad tanwydd gormodol
Mae dau fodel ar yr injan K38, CPL844 a CPL1628. Mae gwahaniaethau yn y pympiau tanwydd a chwistrellwyr y ddau rif rheoli, CPL1628 a CPL844. Yn eu plith, defnyddir pwmp tanwydd BA94 a chwistrellwr 3077760 i gyd-fynd â CPL1628, tra bod pwmp tanwydd B844 a chwistrellwr 3058802 neu 3076132 yn cyd-fynd â CPL844.
O'i gymharu â'r pwmp B844, mae gan y pwmp BA94 ddefnydd tanwydd uwch, ac mae gan y chwistrellwr 3058802 neu 3076132 ddefnydd tanwydd uwch o'i gymharu â'r chwistrellwr 3077760.
Er mwyn bodloni gofynion allyriadau llym, mae peiriannau Cummins wedi datblygu math newydd o system rheoli amseru chwistrelliad tanwydd amrywiol a yrrir gan hydrolig o'r enw STC (Step Timeing Control).
Mae'r system STC yn rhannu amseriad chwistrellu tanwydd yr injan yn ddwy ran: amseru mecanyddol (a reolir gan y gêr amseru a'r camsiafft), a elwir hefyd yn "modd amseru arferol", ac amseriad hydrolig mecanyddol (a reolir gan bwysau tanwydd yr injan, a elwir hefyd yn y "modd amseru ymlaen llaw pigiad tanwydd").
O dan amodau cychwyn a llwyth ysgafn, mabwysiadir y "dull amseru ymlaen llaw chwistrellu tanwydd" i chwistrellu tanwydd yn gynharach yn y cylch cywasgu;
Mewn amodau llwyth canolig a thrwm, mabwysiadir y "modd amseru arferol", ac mae'r tanwydd yn cael ei chwistrellu yn ddiweddarach yn y cylch cywasgu.
Mae'r falf STC yn gweithredu fel falf rheoli cyfeiriadol, gyda phwysedd tanwydd yn cyfateb i bwysau olew peilot. Pwysedd agoriadol y falf STC yw 27 Psi, a'r pwysau cau yw 65 Psi.
Os nad yw'r falf STC yn gweithio'n iawn, bydd amseriad pigiad yr injan yn newid, ni fydd y hylosgiad tanwydd yn dda, bydd y cyfnod ôl-hylosgi yn cael ei ymestyn, bydd llawer iawn o adneuon carbon yn cael eu cynhyrchu yn y silindr, bydd afradu gwres y piston yn fod yn wael, a bydd gweithrediad hirdymor yn arwain at erydiad piston terfynol, ffrwydrad pen silindr a diffygion eraill.
Mae oeri gwael yn achosi tymheredd uchel
Mae tymheredd gweithredu arferol yr injan rhwng 82 ~ 93 gradd. Os nad oes digon o oerydd neu olew arall wedi'i gymysgu i mewn, mae'r rheiddiadur wedi'i rwystro, neu os nad yw'r gefnogwr yn gweithio'n iawn, bydd yn achosi tymheredd silindr yr injan i fod yn rhy uchel.
Yn ogystal, mae piston yr injan a leinin y silindr yn cael eu cario i ffwrdd yn bennaf gan yr olew a chwistrellir gan y ffroenell oeri olew.
Os oes gan y ffroenell ffroenell oeri anffurfiad, tyllau tywod, sefyllfa chwistrellu anghywir neu bwysedd olew isel, bydd yn achosi gostyngiad yn y swm o olew wedi'i chwistrellu, gan arwain yn uniongyrchol at dymheredd uchel y piston a'r leinin silindr.