สาเหตุ 9 ประการที่ทำให้แหวนลูกสูบหัก

2021-10-29

การแตกหักของแหวนลูกสูบถือเป็นความเสียหายที่เกิดขึ้นกับแหวนลูกสูบทั่วไปรูปแบบหนึ่ง โดยทั่วไปแล้ว แหวนลูกสูบทางที่หนึ่งและสองมีแนวโน้มที่จะแตกหัก และชิ้นส่วนที่หักส่วนใหญ่จะอยู่ใกล้ทับซ้อนกัน แหวนลูกสูบอาจแตกออกเป็นหลายชิ้นหรืออาจแตกหรือขาดหายไปก็ได้ แหวนลูกสูบที่แตกจะทำให้กระบอกสูบสึกหรอมากขึ้น วงแหวนที่หักของเครื่องยนต์ดีเซล 2 จังหวะอาจถูกเป่าเข้าไปในท่อไอเสียหรือกล่องกำจัดขยะ หรือแม้แต่เป่าเข้าไปในปลายเทอร์โบของเทอร์โบชาร์จเจอร์เพื่อทำให้ใบพัดกังหันเสียหายจนเกิดอุบัติเหตุร้ายแรง วันนี้จะพามาดูว่าแหวนลูกสูบหักเกิดจากอะไร~
สาเหตุทั่วไปที่ทำให้แหวนลูกสูบแตก:

แหวนลูกสูบแตกมีหลายสาเหตุ นอกจากข้อบกพร่องของวัสดุและคุณภาพการประมวลผลต่ำแล้ว ยังมีสาเหตุหลักมาจากการบำรุงรักษาและการจัดการที่ไม่ดีระหว่างการใช้งานและคุณภาพการประกอบที่ไม่ดี

1. ช่องว่างระหว่างปากเล็กเกินไป

เมื่อช่องว่างที่ทับซ้อนกันมีขนาดเล็กกว่าช่องว่างของการประกอบ อุณหภูมิความร้อนของแหวนลูกสูบจะเพิ่มขึ้นระหว่างการทำงาน เพื่อให้โลหะที่ทับซ้อนกันไม่มีพื้นที่เพียงพอสำหรับการขยายตัว และปลายทั้งสองของการทับซ้อนกันจะงอและหักใกล้ ทับซ้อนกัน

2. ร่องวงแหวนคาร์บอนสะสม

การเผาไหม้ที่ไม่ดี ผนังกระบอกสูบร้อนเกินไปจนเกิดออกซิไดซ์หรือเผาไหม้น้ำมันหล่อลื่นจะทำให้เกิดการสะสมตัวของคาร์บอนอย่างรุนแรงในกระบอกสูบ เมื่อการสะสมของโค้กรุนแรง การเคลื่อนไหวของวงแหวนจะถูกปิดกั้น และวงแหวนและผนังกระบอกสูบทำหน้าที่อย่างแรง และน้ำมันที่ขูดและเศษโลหะจะผสมกัน และภายใต้การกระทำของก๊าซที่รั่วไหล การสะสมของโค้กแข็งในท้องถิ่นคือ เกิดขึ้นที่ปลายล่างของร่องวงแหวน มีคราบคาร์บอนแข็งอยู่ใต้แหวนลูกสูบ และส่วนบนจะต้องได้รับแรงดันแก๊สเป็นระยะ ส่งผลให้แหวนลูกสูบแตกเนื่องจากความล้าจากการโค้งงอ

3. โต๊ะเจียรซับสูบ

การเคลื่อนที่สัมพัทธ์ในระยะยาวของชุดลูกสูบและซับสูบทำให้ซับสูบเสื่อมสภาพและมีแท่นเจียรปรากฏที่ส่วนบนของซับสูบ เมื่อลูกสูบเคลื่อนขึ้นไปถึงจุดศูนย์กลางตายด้านบน แหวนลูกสูบอันแรกจะกระทบกับโต๊ะเจียร และกระแทกและแตกหัก

4. การสึกหรอของร่องแหวนมากเกินไป

พื้นผิวส่วนล่างของร่องวงแหวนจะเอียง (รูปแตร) หลังจากการสึกหรอมากเกินไป เมื่อลูกสูบอยู่ใกล้จุดศูนย์กลางตายด้านบน แรงดันแก๊สทำให้แหวนเกาะติดกับพื้นผิวปลายล่างของร่องแหวนเอียง แหวนลูกสูบบิดและผิดรูป และร่องแหวนลูกสูบสึกหรอมากเกินไป เหนื่อยล้า และหัก

5. แหวนลูกสูบแขวนช่องแอร์

ในเครื่องยนต์ดีเซล 2 จังหวะ แหวนลูกสูบมักจะติดอยู่ในแนวกวาด และช่องไอเสียทำให้แหวนแตก เนื่องจากแหวนลูกสูบมีความตึงมากที่สุดที่ส่วนเปิด การเสียรูปด้วยความร้อนจึงมีขนาดใหญ่ และซี่โครงระหว่างช่องอากาศบนซับสูบจะเสียรูปได้ง่ายจากความร้อน เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ แหวนจะบรรจบกับช่องลม และแหวนจะหักตราบใดที่แหวนเปิดเข้าไปจับช่องลมเล็กน้อย

6. การขยายตัวและการหดตัวของรัศมีของแหวนลูกสูบ

เมื่อแรงยืดหยุ่นของแหวนลูกสูบไม่เพียงพอหรือซับสูบมากเกินไป แหวนลูกสูบและผนังกระบอกสูบไม่สามารถติดแน่นได้ นั่นคือไม่สามารถรักษาความหนาแน่นของอากาศได้ ดังนั้นก๊าซแรงดันสูงจะรั่วไหลของแหวนเข้าไป ร่องแหวน เมื่อลูกสูบเคลื่อนตัวลงมา แรงดันแก๊สในกระบอกสูบจะลดลง และแหวนลูกสูบจะถูกดีดออกจากร่องแหวน แหวนลูกสูบจะขยายตัวและหดตัวอย่างต่อเนื่องในแนวรัศมี ทำให้เกิดความเมื่อยล้าและแตกหัก

7. การสึกหรอของแหวนลูกสูบมากเกินไปทำให้ความแข็งแรงของแหวนไม่เป็นไปตามข้อกำหนดและแหวนแตก

วัสดุแหวนลูกสูบในปัจจุบันส่วนใหญ่เป็นวัสดุเปราะ เช่น เหล็กหล่อสีเทา เหล็กหล่อโลหะผสม เหล็กดัด และโครงสร้างภายในอาจมีรูพรุน รอยแตก หรือการแยกชิ้นส่วนระหว่างกระบวนการหล่อซึ่งอาจส่งผลให้ความแข็งแรงเฉพาะจุดลดลงหรือความเข้มข้นของความเครียด ที่รอยแตกร้าวทำให้เกิดแรงกระแทกระหว่างการทำงาน การแตกหักหรือแตกหักเมื่อยล้า

8. การสึกหรออย่างรุนแรงของซับสูบ

การสึกหรอแบบขั้นบันไดที่ตำแหน่งศูนย์ตายบนและล่างทำให้เกิดไหล่ การสึกหรอขนาดใหญ่ที่ปลายใหญ่ของก้านสูบ หรือการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งศูนย์ตายตัวเดิมหลังจากซ่อมแซมปลายขนาดใหญ่และเล็กของก้านสูบแล้วทำให้เกิดการกระแทกและแตกหัก วงแหวนภายใต้การกระทำของแรงเฉื่อย

9. ปัญหาความร่วมมือระหว่างน้ำมันหล่อลื่นและน้ำมันเชื้อเพลิง

จากการวิเคราะห์ลักษณะของเชื้อเพลิง เชื้อเพลิงบางชนิดมีปริมาณซัลเฟอร์สูงกว่า เช่น เชื้อเพลิง Reye's 1000s ดังนั้นเมื่อเชื้อเพลิงเผาไหม้ จะผลิต SO2 และ SO3 ออกมามากขึ้น อย่างไรก็ตาม SO2 และ SO3 นั้นเป็นก๊าซที่อุณหภูมิสูง และปฏิกิริยาโดยตรงกับโลหะอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนของก๊าซได้ นอกจากนี้ยังส่งเสริมการแข็งตัวของคราบคาร์บอนและการสะสมตัวของคอลลอยด์ ซึ่งจะเพิ่มการสึกหรอของปลอกสูบและแหวนลูกสูบ ตามข้อกำหนด เมื่อเครื่องยนต์ดีเซลใช้เชื้อเพลิงที่มีกำมะถันสูง ควรใช้น้ำมันหล่อลื่นพิเศษที่มีความแรงหรือมีความเป็นด่างสูง หากเครื่องยนต์หลักไม่ได้ใช้น้ำมันกระบอกสูบที่ตรงกับเชื้อเพลิงหรือเปลี่ยนน้ำมันเครื่องเป็นน้ำมันเครื่อง ด้วยวิธีนี้ความสามารถของน้ำมันหล่อลื่นในการทำให้กรดที่เกิดจากการเผาไหม้เป็นกลางลดลง ทำให้สารที่เป็นกรดกัดกร่อนลูกสูบและแหวนลูกสูบรุนแรงมากขึ้น ส่งผลให้แหวนลูกสูบแตกหักบ่อยครั้ง
วิธีการรักษาฉุกเฉินสำหรับแหวนลูกสูบที่หัก:

การแตกหักของแหวนลูกสูบส่วนใหญ่เกิดขึ้นในแหวนลูกสูบด้านบน ซึ่งมักสัมผัสกับอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพื้นผิวของกระบอกสูบสึกหรอ หากแหวนแตกระหว่างการทำงาน การแตกหักของแหวนจะทำให้พื้นผิวด้านในของกระบอกสูบเกิดรอยขีดข่วนและทำให้เกิดเสียง หรือส่วนล่างของกระบอกสูบจะร้อนเกินไปเนื่องจากแก๊สรั่วซึ่งจะรั่วไหลเข้าไปในห้องข้อเหวี่ยงและทำให้เกิดละอองน้ำมันจำนวนมาก ในทางกลับกันหลังจากที่แหวนลูกสูบแตกความดันในการอัดก็ลดลงเช่นกันส่งผลให้การเผาไหม้ไม่ดีและมีควันดำในก๊าซไอเสีย