【原】MEC主機排氣閥行程過低背后的故事...廠家把這鍋背了......

船舶講武堂 2022-01-04

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前言

今天講述的是“Low force type” exhaust valve在設(shè)計之初出現(xiàn)的那些不為人知的故事，在當年survey與廠商之間如何將該問題解決掉，又如何將該問題通過觀察到的現(xiàn)象分析出問題所在，最終又給予我們在以后的工作中遇到類似問題在分析問題上提供那些可循的方法和思路。筆者僅對當年的這封非常有意義的郵件進行了相關(guān)翻譯，由于能力有些，懇請大神對于出現(xiàn)的錯誤進行指正。

主機型號：5S50ME-C8.2

結(jié)構(gòu)特點及工作原理

工作原理圖

1．排氣閥開啟行程：如圖所示，F(xiàn)AVA閥向執(zhí)行器提供動力油壓（23Mpa），首先一級柱塞動作到位后，二級柱塞隨之被向上推動，壓縮高壓油管內(nèi)的滑油，排氣閥上部活塞在油壓作用下向下運動，頂開排氣閥。在排氣閥開啟的過程中，有3個重要的部件：一個是自調(diào)阻尼柱塞（內(nèi)置有阻尼彈簧），起到第一次緩沖作用；中部的阻尼活塞（阻尼活塞油缸內(nèi)部始終是充滿滑油的），在排氣閥桿向下開啟運動的過程中，將同時帶動阻尼活塞下行。阻尼油缸內(nèi)的滑油將對下行的阻尼活塞產(chǎn)生較大的緩沖作用，防止開啟時產(chǎn)生巨大的沖擊力；空氣彈簧腔室的空氣活塞，也將會產(chǎn)生緩沖作用。

2．排氣閥關(guān)閉行程：當系統(tǒng)設(shè)定的排氣閥開啟時間完成后，排氣閥進入關(guān)閉程序，此時上部的油壓將被釋放掉（指排氣閥驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)下行，釋放壓力），排氣閥在空氣彈簧的作用下，克服閥桿自身的重力及上部高壓油管內(nèi)的油壓，向上關(guān)閉排氣閥。執(zhí)行器一級和二級柱塞將在高壓油管內(nèi)滑油壓力的推動下回到初始位置，為下一次開啟行程做準備。同時高壓油管內(nèi)損失的滑油由來自主機油的單向補油閥補給，其內(nèi)部始終保持滿油。排氣閥關(guān)閉時的一個最重要部件就是空氣彈簧組件（包括空氣活塞，補充空氣的單向止回閥，腔室下部的閥桿導(dǎo)套密封令組件等），在瞬間關(guān)閉時，腔室內(nèi)需要有足夠高的空氣壓力來推動空氣活塞上行。

產(chǎn)生的原因

正常情況下，排氣閥在動力油的作用下驅(qū)動排氣閥活塞克服空氣彈簧的阻力打開排氣閥，這種動作也稱之為全行程打開排氣閥。但由于各種原因?qū)е屡艢忾y不能全行程打開或關(guān)閉時就會來如題目所述的排氣閥沖程低報警。根據(jù)原理我們可以假設(shè)出現(xiàn)該故障的原因應(yīng)該會有如下情況：

1. 動力油壓不夠（這個應(yīng)該不會，不然會先來動力油壓力不足報警）；

2. 空氣彈簧壓力底造成關(guān)閉不完全；（這個應(yīng)該也不會，不然也會有控制空氣壓力底報警）；

3. 執(zhí)行器一級或二級柱塞磨損造成無法產(chǎn)生足夠的驅(qū)動排氣閥活塞的動力油，這個有可能，但深究的話應(yīng)該也不會。因為如果執(zhí)行器一級或二級柱塞因動力油的問題造成了磨損，F(xiàn)IVA閥相應(yīng)也會來報警，但FIVA沒有報警，說明動力油是干凈的；

4. 排氣閥執(zhí)行活塞因種種原因出現(xiàn)活塞與對應(yīng)的驅(qū)動油缸出現(xiàn)劃痕并使兩者之間的間隙增大等

**********************以下是郵件全文****************************************

對情況4產(chǎn)生原因的假設(shè)

通過對實船打開檢查的情況來看，出現(xiàn)該報警的原因往往是出現(xiàn)了情況4（排氣閥活塞與驅(qū)動油缸出現(xiàn)劃痕），通過對在船廠修船的同型號主機拆檢來看也發(fā)現(xiàn)了同樣的問題。但在滑油都正常的情況下，為什么會出現(xiàn)這種狀況？我們該怎么預(yù)防？

換句話說，，排氣閥驅(qū)動液壓缸在使用很短的時間內(nèi)都不同程度的出現(xiàn)了劃痕，但同樣由液壓驅(qū)動的FIVA閥的報警卻沒有出現(xiàn)過。因此，我們可以得出結(jié)論，引起排氣閥液壓油缸劃痕的應(yīng)該不是排氣閥驅(qū)動滑油外來的顆粒造成的，而是排氣閥內(nèi)部出現(xiàn)的金屬剝落而造成的劃痕。

進一步來講，我們已經(jīng)通知了由于排氣閥頂部驅(qū)動頭漏油而引起的這起事故，同時也與相關(guān)設(shè)計師交換過意見，并且在收到的相關(guān)案例中都指出頂部驅(qū)動頭出現(xiàn)穴蝕現(xiàn)象，但要說怎么引起的穴蝕卻又捋不清其中的淵源。在這些出現(xiàn)凹坑劃痕的報告中卻又都出現(xiàn)在驅(qū)動頭的下表面。最后我們給的建議是檢查排氣閥驅(qū)動頭活塞，不管其是否已經(jīng)出現(xiàn)穴蝕現(xiàn)象，在安裝的時候都換成強化版的驅(qū)動活塞。

同時，結(jié)合船舶提供的照片報告來看，在頂部塊的下表面都發(fā)現(xiàn)了凹坑。通過對該類型同型號的主機檢查結(jié)果綜合考慮來看，我們可以假設(shè)排氣閥內(nèi)部產(chǎn)生的金屬顆粒是來自柱塞上的或者排氣閥內(nèi)部驅(qū)動頭的穴蝕。這些產(chǎn)生的金屬顆粒流入液壓油缸和運動的驅(qū)動頭之間出現(xiàn)劃痕，久而久之使得兩者之間的間隙增大并導(dǎo)致驅(qū)動壓力降低最終出現(xiàn)“Exhaust Valve Stroke Low”排氣閥沖程低報警而導(dǎo)致主機降速。

措施

我們已經(jīng)對出現(xiàn)故障的部件和主機進行了相關(guān)檢查，并說明了產(chǎn)生該故障的原因。因為這些故障通過觀察到的現(xiàn)象確實是由于穴蝕引起的，所以我們會同主機的相關(guān)工程師通過對故障的部件及主機相關(guān)檢查之后，決定采取以下措施。

1、改變主機控制系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)

基于以上信息我們更改了主機排氣閥開啟定時的相關(guān)參數(shù)，而這些參數(shù)的改變對于降低穴蝕是非常有效的，我們已經(jīng)獲得這些新的參數(shù)文件，并將這些文件應(yīng)用到液壓驅(qū)動的排氣閥驅(qū)動上面，對于該類型的排氣閥運動規(guī)律有了很大提高。對于主機的性能已通過其他生產(chǎn)廠商的確認是沒有任何影響的，確切的說，這些參數(shù)的改變對于NOx的排放是沒有影響的。

2、改變頂部驅(qū)動塊的設(shè)計

我們認為通過以上參數(shù)的改變是可以降低穴蝕現(xiàn)象的發(fā)生，與此同時，我們已經(jīng)申請在液壓活塞頂部驅(qū)動塊上與排氣閥液壓油缸接觸的環(huán)形表面加工環(huán)形均壓槽，此改變將會對降低穴蝕的發(fā)生更有裨益。這項修改已經(jīng)得到主機相關(guān)工程師的認可并在相關(guān)圖紙上做出相關(guān)更改，但是考慮當前已經(jīng)發(fā)生故障的主機，我們申請在現(xiàn)有機型進行相關(guān)改變。

以下為歷史經(jīng)典文章合集鏈接，需要自取：

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