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        船舶柴油機(jī)啟動(dòng)故障分析與研究

        2023-06-08 06:25:51朱金濤胡淋翔楊曦
        機(jī)電信息 2023年11期
        關(guān)鍵詞:柴油機(jī)

        朱金濤 胡淋翔 楊曦

        摘要:柴油機(jī)是船舶動(dòng)力的重要來源,它有著非常復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu),一旦柴油機(jī)發(fā)生故障,船舶將無法正常航行,因此,針對(duì)柴油機(jī)故障原因及排除方法進(jìn)行分析研究十分重要。鑒于此,以某船MAN 8L23/30A型中速柴油機(jī)無法啟動(dòng)故障為例,具體分析了故障原因,并對(duì)其逐一分析研判排查,最終解決了柴油機(jī)故障,對(duì)于船舶柴油機(jī)類似故障的排除具有一定的參考價(jià)值。

        關(guān)鍵詞:柴油機(jī);啟動(dòng)困難;啟動(dòng)空氣系統(tǒng)

        中圖分類號(hào):U664.121.2;TH17? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? 文章編號(hào):1671-0797(2023)11-0071-03

        DOI:10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.11.019

        0? ? 引言

        某船配備兩臺(tái)MAN 8L23/30A型中速柴油機(jī),為船艇提供動(dòng)力。這款柴油機(jī)持續(xù)功率1 280 kW,額定轉(zhuǎn)速900 r/min,氣缸直徑225 mm,活塞行程300 mm。該柴油機(jī)采用壓縮空氣啟動(dòng),打開電源后,壓縮空氣經(jīng)空氣分配器進(jìn)入各氣缸,推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn),柴油機(jī)應(yīng)在3~5 s內(nèi)正常啟動(dòng),若10 s內(nèi)啟動(dòng)不了,則視為啟動(dòng)故障[1]。本文就MAN 8L23/30A型柴油機(jī)無法正常啟動(dòng)故障,通過從簡(jiǎn)到繁、由表及里的方式,對(duì)故障原因展開分析。

        1? ? 故障現(xiàn)象

        在某次油料運(yùn)輸途中,當(dāng)日船艇柴油機(jī)工作正常,功率輸出也正常,但次日在備航準(zhǔn)備時(shí),再次啟動(dòng)柴油機(jī)卻發(fā)現(xiàn)異常,柴油機(jī)無法啟動(dòng)。在做好主機(jī)的安全檢查和系統(tǒng)檢查后,打開啟動(dòng)鑰匙,電磁閥有輕微動(dòng)作,氣缸無爆炸聲,啟動(dòng)轉(zhuǎn)速未建立,經(jīng)多次人工盤車,最終還是無法正常啟動(dòng)柴油機(jī)。

        2? ? 柴油機(jī)工作原理分析

        2.1? ? 燃油供給系統(tǒng)

        柴油機(jī)燃油系統(tǒng)運(yùn)行原理如下:燃油通過A1管路成功抵達(dá)燃油系統(tǒng),在機(jī)帶燃油泵的幫助下,經(jīng)過燃油濾器的過濾凈化后,清潔的燃油流入高壓油泵,其中一部分燃油通過高壓油泵增壓流入高壓油管,再進(jìn)入噴油器內(nèi),隨后進(jìn)入氣缸壓縮燃燒,剩余燃油因?yàn)榛亓鞯木壒柿魅階2管路中,最終進(jìn)入燃油日用柜[2],如圖1所示。

        若燃油系統(tǒng)出現(xiàn)故障,柴油機(jī)啟動(dòng)時(shí),氣缸里面缺乏燃油或是燃油不足都無法成功啟動(dòng)。

        (1)日用油柜內(nèi)沒油或燃油速閉閥未打開,燃油濾器或者燃油管路堵塞導(dǎo)致燃油油路不通;

        (2)燃油管路有破裂、管路接頭松動(dòng),造成空氣進(jìn)入燃油系統(tǒng),導(dǎo)致供油不暢,使得燃油壓力不足;

        (3)供油總桿或油門齒條機(jī)械故障,出現(xiàn)卡滯,導(dǎo)致燃油不能順利抵達(dá)氣缸;

        (4)燃油泵、高壓油泵或是噴油器出現(xiàn)問題,使得燃油壓力不夠;

        (5)調(diào)速器出現(xiàn)問題,使得燃油不能順利抵達(dá)氣缸。

        2.2? ? 啟動(dòng)空氣系統(tǒng)

        柴油機(jī)啟動(dòng)空氣系統(tǒng)運(yùn)行原理如下:空壓機(jī)輸出的壓縮空氣(2.5~3.0 MPa)經(jīng)過空氣過濾器進(jìn)入主氣瓶,然后分成兩股,一股進(jìn)入啟動(dòng)空氣進(jìn)口,另一股進(jìn)入超速停車空氣進(jìn)口,壓縮空氣經(jīng)過啟動(dòng)空氣進(jìn)口后進(jìn)入各氣缸,從而推動(dòng)曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)。若柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速在110 r/min以上,則能夠正常啟動(dòng)。超速停車空氣進(jìn)口后面有一路連接到機(jī)械超速保護(hù)裝置的兩位三通閥,當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度在最高值以上時(shí),兩位三通閥會(huì)有所動(dòng)作,壓縮空氣流入由氣缸中油門進(jìn)行控制,推動(dòng)高壓油泵齒條回歸到零位上,柴油機(jī)會(huì)立即停車[3],如圖2所示。

        啟動(dòng)空氣系統(tǒng)發(fā)生故障會(huì)使柴油機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)速不達(dá)標(biāo),進(jìn)而無法成功啟動(dòng):

        (1)主氣瓶中的壓縮空氣不足(2.5~3.0 MPa)或是系統(tǒng)管路出現(xiàn)泄漏,柴油機(jī)不能啟動(dòng);

        (2)空氣濾清器阻塞時(shí),將損害吸入氣體的效率,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸損壞,柴油機(jī)啟動(dòng)困難;

        (3)主啟動(dòng)閥發(fā)生問題,壓縮空氣無法進(jìn)入各氣缸;

        (4)電磁閥故障,不能打開啟動(dòng)電磁閥閥芯;

        (5)機(jī)械超速保護(hù)裝置發(fā)生異常,超速裝置致使柴油機(jī)三通閥啟動(dòng),油門接收壓縮空氣之后能夠動(dòng)作,油門操控桿由于受到外力作用,將壓縮空氣傳輸?shù)礁邏河捅谬X條,使齒條歸于零位;

        (6)活塞環(huán)或是缸套受損嚴(yán)重,使得氣缸壓縮壓力不達(dá)標(biāo);

        (7)閥門間距過小,閥門封閉不嚴(yán),導(dǎo)致閥門泄漏,因?yàn)槲敫字械牟糠謿怏w在壓縮時(shí)會(huì)漏出,導(dǎo)致缸內(nèi)氣壓下降,噴入的混合物無法點(diǎn)燃,導(dǎo)致啟動(dòng)困難。

        3? ? 故障分析及排除

        柴油機(jī)緊急啟動(dòng)可以運(yùn)行,但無法建立正常啟動(dòng)轉(zhuǎn)速,這表明問題出在啟動(dòng)系統(tǒng)上,具體檢查流程如圖3所示。

        (1)檢查主機(jī)燃油系統(tǒng),清洗燃油濾芯,并排除管路中的空氣。

        (2)對(duì)壓縮空氣罐和系統(tǒng)管路進(jìn)行檢查。氣瓶當(dāng)前的壓力是2.5 MPa,系統(tǒng)未見泄漏現(xiàn)象,密封正常;打開空氣過濾器外殼,檢查發(fā)現(xiàn)里面存在很少的雜質(zhì),但是對(duì)進(jìn)氣量沒有影響,清洗后裝復(fù)。

        (3)檢查減壓閥的參數(shù)值。檢查發(fā)現(xiàn)減壓閥的參數(shù)值是0.8 MPa,壓力正常。

        (4)對(duì)機(jī)械超速裝置和油門控制桿進(jìn)行檢查,裝置和油門控制桿都不動(dòng)作,則設(shè)備良好。

        (5)檢查外觀未察覺到故障點(diǎn),將電磁閥閥芯拆卸下來對(duì)其實(shí)施檢查,發(fā)現(xiàn)閥芯有少許金屬顆粒,并將兩個(gè)O型圈更換,清潔后裝復(fù),還是未能成功啟動(dòng)。

        (6)檢查啟動(dòng)電磁閥。將啟動(dòng)按鈕開啟后,能聽到電磁閥“啪嗒”聲,這意味著電磁閥芯可以吸合。

        (7)對(duì)啟動(dòng)電磁閥線圈端電壓進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)線圈電壓21.2 V,機(jī)旁控制箱電壓22 V,蓄電池電壓24.5 V,通過調(diào)節(jié)集控室電源盒電壓,將電磁閥線圈端電壓調(diào)整至23.6 V。主機(jī)仍然無法啟動(dòng),故障依然存在。

        (8)對(duì)主啟動(dòng)閥展開檢查,主啟動(dòng)閥外表未見異常,控制管路未見異常,拆卸主啟動(dòng)閥后發(fā)現(xiàn)里面的柱塞銹蝕嚴(yán)重,柱塞表面都是水垢和銹渣,借助外力根本無法使其動(dòng)作。在拆檢的過程中還看到啟動(dòng)閥里面有非常多的異物和雜質(zhì),腔室衛(wèi)生較差。

        安裝上新的柱塞和密封圈,恢復(fù)主啟動(dòng)閥,對(duì)柴油機(jī)主系統(tǒng)和子系統(tǒng)再次復(fù)檢,啟動(dòng)柴油機(jī),系統(tǒng)正常運(yùn)行,各運(yùn)行參數(shù)在設(shè)計(jì)范圍內(nèi),故障排除。

        綜合以上檢查,此次故障的主要原因是主啟動(dòng)閥中的柱塞出現(xiàn)銹蝕,如圖4所示,使得空氣無法進(jìn)入各氣缸,柴油機(jī)缺乏足夠的原動(dòng)力,導(dǎo)致柴油機(jī)無法正常啟動(dòng)。

        4? ? 柴油機(jī)保養(yǎng)注意事項(xiàng)

        為降低船舶柴油機(jī)故障的發(fā)生頻率,提高柴油機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性,崗位人員應(yīng)該從以下方面多加注意[4]:

        (1)每次停車時(shí),盡快完成空氣瓶放殘工作,第一時(shí)間將系統(tǒng)里面的凝水及雜物排放出去,保證壓縮空氣有著良好的質(zhì)量及儲(chǔ)量;

        (2)嚴(yán)格落實(shí)船艇保養(yǎng)制度,規(guī)范故障修理程序,做到膽大心細(xì)、按章操作,避免發(fā)生其他問題;

        (3)嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范要求,將零部件拆卸下來進(jìn)行檢查和保養(yǎng),確保設(shè)備能夠正常工作。

        5? ? 結(jié)語

        柴油機(jī)故障通常是一個(gè)小零件或小問題導(dǎo)致的,所以在排查故障原因時(shí),要分析柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理、故障現(xiàn)象,結(jié)合柴油機(jī)運(yùn)行的實(shí)際環(huán)境,從簡(jiǎn)到繁、由表及里、按系分段,仔細(xì)查找原因[5],從而準(zhǔn)確判斷故障原因,順利排除柴油機(jī)故障,這也有利于節(jié)約人力、物力。作為崗位人員,在日常執(zhí)勤、保養(yǎng)過程中,要嚴(yán)格操作規(guī)程,做到精心維護(hù)、細(xì)心保養(yǎng),要像愛護(hù)眼睛一樣愛護(hù)船艇設(shè)備,這樣才能保證各項(xiàng)任務(wù)的圓滿完成。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1] 周勇,朱鵬樹,陳星,等.核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組慢啟動(dòng)優(yōu)化研究[J].核科學(xué)與工程,2018,38(4):689-695.

        [2] 董慶豐,陽躍圖,李文豪,等.某船發(fā)電柴油機(jī)啟動(dòng)困難故障分析與排除[J].中國修船,2020,33(5):8-10.

        [3] 陳中儒.MAN B&W型船用主機(jī)啟動(dòng)困難原因分析及處理[J].珠江水運(yùn),2014(13):54-55.

        [4] 盧新彪.內(nèi)燃機(jī)車爆發(fā)壓力測(cè)試儀的研制[D].濟(jì)南:山東大學(xué),2004.

        [5] 王利會(huì).柴油發(fā)電機(jī)的故障檢修與維護(hù)保養(yǎng)[J].工業(yè)設(shè)計(jì),2011(5):100-101.

        收稿日期:2023-02-16

        作者簡(jiǎn)介:朱金濤(1987—),男,江蘇泰州人,工程師,研究方向:船舶動(dòng)力。

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