Дизеловите двигатели се използват широко в съвременните кораби. Понастоящем корабите с дизелови двигатели като основен двигател представляват над 98% от общата мощност, а общата мощност на дизеловите-кораби представлява над 90% от общата-корабостроителна мощност.
Нормалното стартиране на дизеловия главен двигател за захранване на кораба е необходимо условие за осигуряване на безопасността на корабоплаването.
Методът за стартиране със-сгъстен въздух се използва широко в средни{1}}и големи-дизелови двигатели поради големия си стартов въртящ момент, бърз и плавен процес на стартиране и широка приложимост.
Главните дизелови двигатели на кораб с двоен-двигател и едно-витло внезапно не успяха да стартират нормално по едно и също време. Този документ анализира и отстранява тази неизправност при стартиране, като се надява да предостави вдъхновение и помощ на персонала по поддръжката и управлението на главните дизелови двигатели.
I. Феномен на разлома
Когато корабът се подготвяше да отплава, след като главният дизелов двигател завърши подготовката за пред{0}}стартиране, екипажът натисна бутона „Старт“ на централизираната контролна конзола, но дизеловият двигател не се завъртя и стартирането не беше успешно.
След това морските инженери се опитаха да стартират двигателя от локалната контролна конзола, но все още не успяха.
За да гарантират изпълнението на мисията на кораба, морските инженери най-накрая се опитаха да отворят ръчно главния стартов клапан. Те смятат, че е по-напрегнато от обикновено, но главният двигател най-накрая стартира успешно и след това работи нормално.
След като корабът се върна, морските инженери се опитаха да намерят причината за повредата при стартиране. Чрез множество начални тестове те обобщиха следните явления:
(1) При натискане на бутона "Старт" на централизирания пулт за управление и на локалния пулт за управление дизеловият двигател не успя да стартира.
(2) След натискане на бутона "Старт" може да се чуе звукът от превключването-на клапана за спиране на горивото.
(3) След няколко операции на „продухване“, при натискане на бутона „Старт“ на централизираната конзола за управление или на локалната конзола за управление, дизеловият двигател може да стартира.
(4) Пусковите явления на двата дизелови главни двигателя бяха еднакви.
II. Начален принцип
Главният дизелов двигател на този кораб използва система за стартиране със сгъстен-въздух, възприемайки метод за стартиране с едно-редово всмукване и дву-редово запалване. Фигура 1 показва схемата на стартовата система.
Фигура 1: Диаграма на системата за стартиране на дизелов двигател
Налягането на стартовия въздух е 1,2-3 MPa, а налягането на контролния въздух е 0,7 MPa. И двете се пълнят в бутилката с начален въздух и бутилката с контролен въздух, след като са били декомпресирани от 4,7-MPa основна бутилка със сгъстен въздух през клапан за намаляване на налягането.
Когато дизеловият двигател стартира, стартовият електромагнитен клапан се задейства. След като управляващият въздух премине през блокиращия клапан на въртящата се предавка, той се разделя на два пътя:
Едната пътека води до насочващия клапан, който затваря спирателния-вентил на горивото и отваря веригата на горивото.
Другият път води до главния стартов клапан, отваряйки главния стартов клапан и отваряйки кръга на стартовия въздух.
След преминаване през главния стартов клапан, стартовият въздух се разделя на три пътя:
Едната пътека води до стартовия клапан, монтиран на B-цилиндърите. След като пусковият клапан на цилиндъра се отвори, въздухът навлиза в цилиндъра.
Едната пътека води до разпределителя на въздуха и след това, според реда на запалване на дизеловия двигател, достига последователно до стартовите клапани на цилиндъра, за да ги отвори.
Друг път води до регулатора, който стартира серво.
Стартовият въздух навлиза в цилиндрите на групата B- в реда на задействане, като натиска буталата и кара коляновия вал да се върти. Когато скоростта на дизеловия двигател достигне началната скорост 1, регулаторът получава сигнала за настройка на скоростта (дросела), бързо увеличава подаването на гориво към стартовия дросел 1 и след това регулира дросела според скоростта, докато дизеловият двигател влезе в стабилно работно състояние. Диаграмата на връзката между началната скорост и дросела по време на процеса на стартиране е показана на фигура 2.
Фигура 2: Диаграма на връзката между скоростта на стартиране и газта по време на процеса на стартиране
III. Анализ и отстраняване на неизправност на причината за повредата
Съгласно основния принцип на работа и принципа на стартиране на дизеловия двигател, процесът на стартиране на този дизелов двигател включва главно системата за подаване на гориво, всмукателната и изпускателната система, системата за контрол на скоростта, системата за наблюдение и безопасност и системата за-сгъстен въздух.
Следвайки принципа за анализ на неизправностите „от лесно към трудно, от повърхността към вътрешността“ и въз основа на явленията, обобщени от морските инженери по време на стартовите тестове, обхватът на отстраняване на неизправности е стеснен.
1. Предварителен анализ
Дизеловият двигател не успя да стартира в режим на управление (натискане на бутона "Старт" на централизираната конзола за управление или локалната конзола за управление), но можеше да стартира чрез ръчно отваряне на главния стартов клапан. Освен това дизеловият двигател работи нормално след успешно стартиране, което показва, че пусковите клапани на цилиндрите, системата за подаване на гориво, всмукателната и изпускателната система и системата за контрол на скоростта на дизеловия двигател работят нормално.
Струва си да се отбележи, че дори ако дизеловият двигател не успее да стартира, когато се появят явления на неизправност, като например дизеловият двигател да не се върти или да не достигне начална скорост 1, системата за контрол на скоростта и системата за подаване на гориво все още не са участвали в работата и първо трябва да се вземат предвид неизправности в други системи.
По време на стартирането клапанът за спиране на{0}}подаване на гориво можеше да превключи нормално и блокиращият клапан на въртящата се предавка в системата за наблюдение и безопасност не светна, което показва, че стартовият електромагнитен клапан и блокиращият клапан на въртящата се предавка във веригата на управляващия въздух работят нормално и управляващият въздух може да достигне главния стартов клапан.
Тъй като дизеловият двигател може да стартира чрез ръчно отваряне на главния стартов клапан, се счита, че може да има точка на повреда в главния стартов клапан.
2. Отстраняване на неизправности на главния пусков клапан
(1) Структура и принцип на работа
Главният пусков клапан на този главен дизелов двигател е монтиран до картера, както е показано на Фигура 3, а структурата му е показана на Фигура 4. Основните компоненти включват: горния блок, буталото, направляващата пружина, предпазния клапан, главната пружина, главния клапан, леглото на клапана и тялото на клапана.
Фигура 3: Главен пусков клапан
Фигура 4: Структура на главния пусков клапан
След като контролният въздух е свързан, буталото задвижва предпазния клапан да се движи надолу. Основният начален въздух в корпуса на клапана е свързан с външната атмосфера през предпазния отвор и налягането пада бързо. В резултат на това вертикалното налягане, действащо върху външната страна на главния клапан, може да преодолее резултантната сила на вертикалното налягане, действащо върху вътрешната страна, и еластичната сила на основната пружина, карайки главния клапан да се повдигне нагоре, като по този начин отваря главния стартов клапан.
По време на този процес силата на управляващия въздух, приложен към буталото, трябва да може да преодолее еластичната сила на водещата пружина и насоченото нагоре налягане на газа, действащо върху предпазния клапан. Силовото състояние на буталото е показано във формула (2).
Ако главният пусков клапан се отвори ръчно, налягането надолу, приложено към горния блок чрез въртене на диска, замества силата на управляващия въздух, карайки предпазния клапан да се движи надолу.
F_бутало, управляващ въздух > F_предпазен клапан, стартов въздух + T_водеща пружина (2)
(2) Анализ на потенциални причини за повреда
От принципа на работа на главния пусков клапан може да се види, че ключът към отварянето на главния пусков клапан се крие в нормалното отваряне на предпазния клапан. Следователно анализът се извършва от следните три аспекта въз основа на формула (2):
1) Недостатъчно управляващо въздушно налягане, което води до слабо налягане надолу, приложено към буталото.
Точките на изтичане в тръбопровода за управляващ въздух или запушване на конектора за управляващ въздух ще доведат до ниско налягане на управляващия въздух, влизащ в главния стартов клапан.
2) Повишено съпротивление срещу движението надолу на предпазния клапан.
Лошото смазване между предпазния клапан и направляващата втулка или ръждясването на предпазния клапан или водещата втулка поради влажен въздух ще доведе до блокиране на движението на предпазния клапан, а в тежки случаи той може дори да бъде напълно блокиран.
Струва си да се отбележи, че ако началното налягане на въздуха е твърде високо, съпротивлението на движението надолу на предпазния клапан също ще се увеличи значително.
3) Трудност при компресиране на водещата пружина.
Водещата пружина е изработена от метал. Ръждясването поради влажен въздух ще накара продуктите от ръжда да попречат на нормалното компресиране на пружината. Прекомерното циклично компресиране може да причини микро-пукнатини, увеличавайки необходимата сила за компресиране.
В допълнение, неправилното монтиране на пружината може да причини смущения в околните компоненти, възпрепятствайки компресията на пружината.
(3) Разглобяване и проверка
След външен оглед и демонтаж на главния пусков клапан за проверка на предпазния клапан и направляващата пружина се установи следното:
1) Връзките на тръбопровода за контролен въздух са нормални без течове и конекторът за контролен въздух не е блокиран.
2) Предпазният клапан можеше да се движи гъвкаво във водещата втулка, а водещата пружина нямаше очевидна ръжда и очевидни пукнатини по повърхността.
3) Налягането на бутилката с контролен въздух е нормално, но налягането на бутилката с основен стартов въздух надвишава 3 MPa, както е показано на фигура 5.
Фигура 5: Стартиране на манометър за въздух
Високото налягане на основния стартов въздух е точно причината, поради която морските инженери се чувстваха напрегнати при отварянето на главния стартов клапан.
Тъй като както управляващият въздух, така и основният начален въздух се получават чрез декомпресиране на въздуха от главната бутилка със сгъстен въздух с налягане от 4,7 MPa през-редукционния клапан, точката на повреда е основно заключена като-редукционния клапан.
3. Отстраняване на неизправности на-редуцирния вентил
(1) Структура и принцип на работа
Моделът на редуцир{0}}вентила е Q/HFJM-20A. Физическият обект е показан на фигура 6 и е разделен на пилотен клапан и главен редуцир вентил. Вътрешната структура е показана на фигура 7.
Фигура 6: Q/HFJM-20A вентил за намаляване на налягането
Фигура 7: Вътрешна структура на пилотния клапан Q/HFJM-20A (горен) и главен клапан (долен)
Пилотният клапан се състои главно от регулиращ капак, регулираща пружина и регулиращ винт. Основните компоненти на главния редуцир-вентил включват: бутало, диск на главния клапан и възвратна пружина.
Когато регулиращият капак на пилотния клапан е в първоначално положение, регулиращата пружина на пилотния клапан не е под налягане, пилотният клапан не е отворен, наляганията в горната и долната камера на буталото в главния{0}}редукционен клапан са балансирани и дискът на главния клапан затваря прохода на главния клапан под натиска на възвратната пружина.
Когато регулиращият капак на пилотния клапан се завърти по посока на часовниковата стрелка, регулиращата пружина се компресира и отваря диска на пилотния клапан. Изходящият въздух под налягане от пилотния клапан влиза в горната камера на буталото. Буталото е подложено на вертикален натиск надолу, преодолява еластичната сила на възвратната пружина и се движи надолу. В същото време тласкащият прът се движи надолу, за да отвори диска на главния клапан. След това източникът на въздух под високо-налягане PN1 влиза в изходната камера, генерирайки изходно налягане PN2.
В същото време въздухът под налягане в изходната камера навлиза в долната камера на буталото, действайки върху долната част на буталото, за да компенсира налягането върху горната част на буталото. Отворът на диска на главния клапан намалява, докато достигне баланс.
(2) Анализ на потенциални причини за повреда
От принципа на работа на този редуцир-вентил може да се види, че изходящото налягане зависи от отварянето на диска на главния клапан. Колкото по-голям е отворът, толкова по-високо е изходното налягане.
Пилотният вентил играе контролна роля, а главният{0}}намаляващ клапан има само-функция за обратна връзка. Следователно анализът се извършва от следните два аспекта:
1) Ненормална стойност на настройка на пилотния клапан.
Ако регулиращият капак на пилотния клапан бъде случайно затегнат, увеличавайки предварителната{0}}компресия на регулиращата пружина, или ако регулиращата пружина е остаряла или деформирана, изходното налягане на пилотния клапан ще се увеличи, като по този начин ще се отрази на изходното налягане на главния клапан.
2) Ненормално действие на главния клапан.
Проблеми като намаляване на модула на еластичност на възвратната пружина, засядане на буталото след движение надолу, повреда на уплътнителната повърхност между диска на главния клапан и леглото на клапана или запушване на -водещия отвор за налягане в долната камера на буталото, всички те ще доведат до това, че отворът на диска на главния клапан е по-голям от първоначалното равновесно положение.
(3) Отстраняване на неизправности
Пилотният клапан и главният клапан-на редукционния вентил бяха разглобени. Регулиращата пружина и възвратната пружина бяха визуално проверени и техните еластични сили бяха тествани. В същото време бяха внимателно проверени гъвкавостта на движението на буталото и уплътнителната повърхност на диска на главния клапан. Установено е, че регулиращата пружина на пилотния клапан е остаряла.
След смяна на регулиращата пружина, регулиращият капак на пилотния клапан беше регулиран, за да направи изходното налягане 3 MPa. Дизеловият двигател беше тестван за повторно стартиране на локалните и централизираните контролни конзоли и дизеловият двигател можеше да стартира нормално.
Морските инженери откриха по време на тестовете за стартиране, че дизеловият двигател може да бъде стартиран чрез контролен режим след няколко операции „продухване-. Всъщност това е така, защото операциите по „продухване“ изразходват сгъстен въздух. След като налягането на основния стартов въздух намалее, управляващият въздух може отново да отвори главния стартов клапан.
IV. Заключение
Тази статия извършва подробен анализ и отстраняване на неизправности при необичайно стартиране на главния дизелов двигател на кораба. Резултатите показват, че причината за неизправността е стареенето на регулиращата пружина на пилотния клапан на редукционния-вентил в -системата за сгъстен въздух, което води до твърде високо налягане на основния стартов въздух.
Три предложения са отправени към морския управленски персонал:
Първо, подобрете стандартизацията на ежедневната поддръжка и стриктно поддържайте и обслужвайте всеки компонент и система в съответствие с техническите ръководства и инструкции.
Второ, засилете изучаването и разбирането на вътрешните структури и специфичните принципи на работа на основните компоненти, което ще помогне за бързо определяне на местоположението на повредата.
Трето, не се фокусирайте само върху главния двигател, но обърнете внимание и на влиянието на спомагателните системи върху надеждността на машината.