Динамика потока отказов крышек цилиндров ГД

Рис. 5.3. (1 - т/х"Академик Сеченов"; 2 - т/х "Г.А.Насер"; 3 - т/х "И.Тевосян").

Из анализа приведенных зависимостей видно, что область изменения функции ω=f(t)можно разбить на два периода: t_I ≈ (0-12)*10³ ч. и t_II ≈ (12-20)*10³ ч. Наибольшая интенсив­ность отказов наблюдается в первой зоне. При этом ω_maxдля различных судов неодинакова. Так, для т/х "Академик Сеченов", ω_max ≈ 0,7 при t = 4*10³ ч, а для т/х "И.Тевосян" при той же наработке составляете ω_max ≈ 0,45. С течением времени колебатель­ный процесс функции ω = f(t) затухает. Во второй зоне происходит стабилизация потока отказов крышек цилиндров.

Вероятности безотказной работы крышек цилиндров ГД указанных выше танкеров приведены на рис.5.4.

Рис. 5.4. (1 - т/х "И.Тевосян"; 2 - т/х Г.А.Насер"; 3 -т/х "Академик Сеченов").

Из рисунка видно, что вероятность отказа крышек цилиндров ГД, эксплуатируемых на различных танкерах при фиксированных значениях наработки, неодинакова. Наибольшая вероятность отказа характерна для танкеров "Академик Сеченов", наименьшая - т/х"И.Тевосян". Характер изменения ΔР = Р(t)_max – P(t)_min возрастающий до t ≈ 7,5*10³ ч, затем эта величина уменьшается. Очевидно, это объясняется различными условиями эксплуатации.

ВТУЛКИ.В процессе работы этого элемента ЦПГ, например, при­менительно к судам типа т/х "Академик Сеченов" по данным статис­тических исследований [4] наибольшее количество отказов приходится на второй (11 отказов), третий (11 отказов) и четвертый (14 от­казов) год эксплуатации_. Причинами отказов цилиндровых втулок (т/х "И.Тевосян") явились натиры (26 %отказов), наработок (39 %) наличие лаковой пленки (10 %),износ (25 %). Для ГД (т/х "Акаде­мик Сеченов") цилиндровые втулки выходили из строя вследствие натиров (15 %),наработок (38 %), наличия лаковой пленки (11 %), износа (31 %),задиров (3 %)и язв (2 %).

Наличие задиров, а также повышенного и неравномерного из­носа являются следствием воздействия горячих газов и трения порш­невых колец. Коррозионные, эррозионные и разрушения кавитационного происхождения могут возникнуть из-за омывания охлаждаемой водой наружной поверхности втулок. Наличие трещин в цилиндровых втулках является следствием больших температурных напряжений из-за значительного перепада температур между огневой поверхностью втулки и поверхностью охлаждения.

Чаще всего трещины появляются на верхнем посадочном бурте. Были случаи, когда трещины образовывались через 30 тыс.ч., а в некоторых случаях и через 100 тыс.ч. Материалы, опубликованные в различных литературных источниках, показывают, что трещины в буртах втулок практически образуются на судовых дизелях всех типов. Трещины могут привести к попаданию воды в цилиндр, а также к обрыву втулки по фланцу в процессе работы ГД. Анализ литера­турных источников показывает, что образование трещин под опорными фланцами втулок является следствием ряда причин, но глав­ная - это недостаточная жесткость остова ГД. В качестве предпо­лагаемых причин трещин и задиров втулок могут быть отмечены: нарушения температурного режима цилиндра, малое количество пода­ваемого масла, отклонение геометрических параметров втулок. Предпосылкамидля интенсивного изнашивания втулок могут быть: поломка или повышенный износ поршневых колец, чрезмерная пода­ча цилиндровой смазки. Считается, что опасность задира возни­кает при температуре ≈ 240°С. Возможными причинами задиров мо­гут быть: несоответствие структуры металла колец и втулки, нару­шение режима смазки, неисправность топливной аппаратуры и др. Задиры деталей ЦПГ и их повышенный износ - это характерные де­фекты практически всех судовых дизелей. В их основе лежит микро­задир, представляющийся как разрыв масляной пленки на малой площади зеркала цилиндра, которая не восстанавливается в течение нескольких ходов поршня.

Чрезмерная подача цилиндровой смазки приводит к образова­нию нагара на поршне в районе масляных штуцеров. Из-за трения слоя нагара о стенки втулки происходит: её местная выработка, прорыв газов под кольца, перегрев втулки со всеми вытекающими последствиями. Необходимо постоянно: контролировать дозировку цилиндровой смазки при каждом подъеме крышки или выпускного клапана, устранять нагар, следить за состоянием маслоразводящих канавок, "разделывать "полосы местной выработки втулки с помощью камня.

В качестве примера на рис. 5.5. приведена динамика по­тока отказов цилиндровых втулок ГД применительно к т/х "И.Тевосян" и т/х "Академик Сеченов".

Динамика потока отказов цилиндровых втулок

Рис. 5.5. (1 – т/х "И.Тевосян"; 2 – т/х " Академик Сеченов").

Видно, что характер изменения функции ω(t) неоднозначный. Наиболее выраженный колебательный процесс наблюдается у ГД т/х "Академик Сеченов". Практически отсутствует участок стабилизи­рованного потока отказов. Средний уровень параметра потока отказов ω_ср у ГД т/х "И.Тевосян", примерно в 1,6 раза выше по сравнению о ГД т/х "Академик Сеченов". По данным [18] для ГД 9 ДКРН 50/110 стабилизированный участок функции составляет примерно 5*10³ часов в пределах наработки t = (2 - 7)*10³ ч. При этом величина ω_ср ≈0,45.

Вероятности безотказной работы цилиндровых втулок ГД указанных танкеров представлены на рис. 5.6.