船機故障心莫慌,遇事不決船機幫 導讀 “天禧”輪主機型號B&W-6L90 GBE,6 缸 直列2沖程柴油機,排氣閥采用液壓氣閥機構,氣閥開啟受驅動液壓油控制,氣閥關閉由空氣彈簧裝置控制。 一 故障現象 航行中主機 2# 缸排氣閥發(fā)出敲擊聲,并伴隨排氣閥液壓驅動油管脈動強烈。 觀察發(fā)現,2# 缸氣 閥敲擊的發(fā)生與主機負荷有關聯,順風航行時,主機轉速增加到 84r/min 后出現敲擊,而在逆風時72 r/min 就會出現敲擊。 為判定氣閥敲擊的位置,輪機員雙手摸該缸燃油高壓油管和氣閥液壓驅動油管,并傾聽氣閥敲擊聲音。 由于噴油與氣閥開關的順序為噴油→排氣閥開→排氣閥關→噴油,發(fā)現敲擊與排氣閥關閉時的油管脈動同步,因此判斷為落座敲擊。 二 故障分析與排除 引起排氣閥敲擊的原因通常包括3個方面: ①排氣閥液壓驅動油路故障,驅動液壓油壓力偏低,造成氣閥落座時緩沖作用減弱或消失,氣閥與閥座產生過大撞擊,典型故障包括驅動液壓油路泄漏,液壓油系統混入空氣,液壓油路節(jié)流閥開度過大等; ②排氣閥空氣彈簧裝置故障,例如空氣彈簧腔壓力過高,關閥力量過大,造成氣閥與閥座撞擊力增加; ③柴油機燃燒粗暴,缸內燃燒速度過快,引 起燃燒室部件包括排氣閥產生激振,出現敲擊。 船上針對排氣閥液壓驅動油路故障的可能性,對液壓驅動油路進行細致排查。 調節(jié)節(jié)流閥開度,然而即使在節(jié)流閥全關的情況下,排氣閥仍然出現敲擊,因此排除節(jié)流閥開度的可能; 將 4# 缸液壓驅動油路部件換裝到 2#缸,4# 缸換用備用設備。 結果,2# 缸氣閥仍然敲擊,而 4# 缸未出現敲擊,可以排除驅動液壓油路泄漏或混入空氣的可能。 針對排氣閥空氣彈簧腔壓力過高的問題,檢查發(fā)現氣閥敲擊時空氣彈簧腔的壓力有0.05 MPa 的壓力波動 ( 正常值 0.6 MPa) ,但不存在過大的空氣壓力峰值,因此可排除由于空氣彈簧腔壓力過高造成氣閥落座敲擊的可能性。 為判斷是否因燃燒粗暴引起的氣閥敲擊,在發(fā)生敲擊時采用單缸停油措施,結果2# 缸停油時氣閥敲擊有所減弱,空氣彈簧腔的壓力波動也趨于平緩。 在征得輪機長同意后,對主機各缸分別測取示功圖,同時記錄各缸對應工況的排氣溫度和油門刻度。 測試結果,2# 缸爆發(fā)壓力偏高,排氣溫度偏低,通過增加 2# 缸噴油泵套筒下方墊片 3片以減小噴油提前角,調整后測量示功圖表明,爆發(fā)壓力有所下降,排溫升高到與其它各缸相近,但2#缸的敲擊仍然出現且有所加重,只得降速才能消除敲擊聲,反復試驗發(fā)現,只要2# 缸排溫升高,敲擊就會出現,降低2# 缸排溫則敲擊就會減輕直至消 失,這與2# 缸單缸停油的效果雖然一樣,但產生的原因顯然不是由燃燒粗暴引起的,由此將懷疑的重點放在2# 缸排氣閥上,在對2# 缸排氣閥解體發(fā)現,閉閥空氣彈簧腔的活塞環(huán)有較多積碳,進行氣密性試驗,結果排氣閥 0.5 h 落下,小于正常值 (1h) ,說明閉閥空氣彈簧腔存在一定程度的泄漏。 同時發(fā)現該缸排氣閥閥盤存在嚴重燒蝕,閥盤有2道貫穿性裂紋。 更換排氣閥,清潔閉閥空氣彈簧腔并更換腔內活塞環(huán),再試車無論是在高負荷狀態(tài)還 是快速降速狀態(tài)再未出現氣閥敲擊現象,至此,這一故障徹底消除。 分析認為,由于2#缸噴油定時早,造成缸內燃燒溫度上升,排氣閥高溫持續(xù)一段時間后出現燒蝕直至裂穿。 初期2#缸閉閥空氣彈簧腔內活塞環(huán)未出現明顯積碳和泄漏,敲擊不明顯。 隨后在減小噴油定時及排氣閥燒蝕裂穿的情況下,該缸排氣溫度上升,引起閉閥空氣彈簧腔溫度上升,空氣彈簧腔內活塞環(huán)表面積碳逐漸增加,空氣彈簧腔漏氣嚴重,最終導致閉閥空氣壓力下降,排氣閥關閉不實。 當缸內燃燒時燃氣壓力波作用到閥盤上,使氣閥與閥座產生落座撞擊。 在主機負荷降低排溫下降時,閉閥空氣彈簧腔漏氣相應減少,關閥的力量較強,能保證氣閥與閥座緊密接觸,因此每次降負荷都能減弱敲擊。 三 結論 在本次船用柴油機液壓氣閥敲擊事故的排查中,出現兩次主觀判斷失誤: 一是由于初期采用單缸停油法有效,教條地認為是由于燃燒敲缸造成的,判斷失誤; 另外,通常認為閉閥空氣壓力高是造成落座敲擊的常見原因,忽視了閉閥空氣壓力降低的可能性。 由此說明液壓氣閥故障排查應注重細節(jié),杜絕主觀臆斷。 籍此修理實例,希望能夠為同行們在此類故障的修理中提供一點技術參考。 本文原創(chuàng)作者系: 天津理工大學海運學院 張德福,孫文廣 中海油油建渤海裝備技術服務分公司 沈國華 END |
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