I. Επισκόπηση σφάλματος
Ο κινητήρας ντίζελ ενός συγκεκριμένου σκάφους είναι ένας άνθρωπος B & W 6L 60mce άμεσο ρεύμα Scavenged κινητήρα, με υδραυλικά ενεργοποιημένες βαλβίδες εξάτμισης και ελατήρια αέρα για κλείσιμο. Κατασκευάζεται στην Ιαπωνία, ο κινητήρας αυτός διαθέτει μια βαθμολογία ισχύος 15, 000 ίππων *** Η κανονική θερμοκρασία λειτουργίας 330 βαθμών. Αυτή η ανωμαλία προκάλεσε συναγερμό για σημαντική απόκλιση στη θερμοκρασία καυσαερίων και οδήγησε σε αυτόματη μείωση της ταχύτητας. Ο ήχος χτυπήματος από αυτόν τον κύλινδρο ήταν ιδιαίτερα διαφορετικός από τους άλλους κυλίνδρους. Δεδομένου ότι το σκάφος έτρεχε μέσα από ένα πολυσύχναστο κανάλι, δεν ήταν εφικτό να σταματήσει για άμεση επιθεώρηση. Έτσι, το σκάφος συνεχίστηκε με μειωμένη ταχύτητα μέχρι να μπορεί να αγκυροβολήσει με ασφάλεια έξω από το στενό για επισκευές.
Μετά την αποσυναρμολόγηση, ανακαλύφθηκε ότι ο δίσκος βαλβίδας και το κάθισμα εμφάνισαν σοβαρή φθορά και είχαν δύο περιοχές σημαντικής θερμικής βλάβης. Καθ 'όλη τη διάρκεια του επιχειρησιακού ιστορικού του, ο κινητήρας λειτουργούσε συνήθως σε φορτία κάτω από 75%, με θερμοκρασίες εξόδου νερού ψύξης κυλίνδρων περίπου 85 μοιρών και θερμοκρασίες λιπαντικού λαδιού εντός 45 μοιρών. Αυτές οι συνθήκες λειτουργίας απέκλεισαν τη δυνατότητα βλάβης της βαλβίδας λόγω υπερφόρτωσης ή υπερβολικής θερμικής καταπόνησης. Ωστόσο, η βαλβίδα παρήγαγε σαφώς έναν μη φυσιολογικό ήχο χτύπημα και υπήρχαν ενδείξεις διαρροής πετρελαίου στον σύνδεσμο λαδιού υψηλής πίεσης που είναι υπεύθυνος για την ενεργοποίηση της βαλβίδας. Αντικατάσταση του συγκροτήματος της βαλβίδας και ανακατασκευής της επιφάνειας ζευγαρώματος της άρθρωσης του σωλήνα λαδιού για να εξασφαλιστεί η σωστή σφράγιση, το ζήτημα του χτυπήματος επιλύθηκε προσωρινά. Παρ 'όλα αυτά, κατά τη διάρκεια του επόμενου ταξιδιού, παρόμοια περιστατικά εμφανίστηκαν δύο φορές, παρουσιάζοντας ανησυχίες για την ασφάλεια και αυξάνοντας σημαντικά το κόστος των ανταλλακτικών. Επομένως, είναι απαραίτητη μια διεξοδική ανάλυση της βασικής αιτίας.
Ii. Ανάλυση αιτίων σφάλματος
1. Αρχή λειτουργίας της βαλβίδας εξάτμισης και ο μηχανισμός ανοίγματος και κλεισίματος
Το σχήμα 1 απεικονίζει ένα απλοποιημένο διάγραμμα της δομής της βαλβίδας εξάτμισης για τον κινητήρα ντίζελ L60MC.
Εικόνα 1 Απλοποιημένο διάγραμμα της δομής της βαλβίδας εξάτμισης του κινητήρα ντίζελ L60MC
Αυτή η βαλβίδα υιοθετεί μια υδραυλική ανελκυστήρα και μια πνευματική συσκευή κλεισίματος. Αντικαθιστά τον αρχικό σχετικά πολύπλοκο μηχανισμό κλεισίματος της δύναμης ελατηρίου με έναν απλό μηχανισμό κλεισίματος αέρα, ο οποίος όχι μόνο μειώνει σημαντικά το έργο συντήρησης της συσκευής βαλβίδας εξάτμισης, αλλά μειώνει επίσης τον ήχο χτύπημα κατά το άνοιγμα και το κλείσιμο. Αυτή η συσκευή βαλβίδας εξάτμισης έχει δύο χαρακτηριστικά: Πρώτον, εγκαθίσταται ο στρόβιλος 9 στο κάτω μέρος του στελέχους της βαλβίδας εξάτμισης, το οποίο περιστρέφει το στέλεχος της βαλβίδας κάτω από τη δράση της κινητικής ενέργειας εξάτμισης, βελτιώνοντας έτσι την επαφή της επιφάνειας της βαλβίδας, καθιστώντας τη φθορά της ομοιόμορφης επιφάνειας της βαλβίδας και της κατανομής θερμοκρασίας γύρω από την ομοιόμορφη επιφάνεια της βαλβίδας και εμποδίζοντας την τοπική υπερθέρμανση της κεφαλής της βαλβίδας. Δεύτερον, ένας υδραυλικός κύλινδρος ανοίγματος βαλβίδας 1 και ένας υδραυλικός κυλίνδρος έμβολο 2 εγκαθίστανται στην κορυφή του περιβλήματος βαλβίδων βαλβίδας και ένας κύλινδρος αέρα κλεισίματος βαλβίδων 5 και ένα έμβολο αέρα 4 εγκαθίστανται στο επάνω μέρος της βαλβίδας βαλβίδας βαλβίδας στέγαση. Το έμβολο του κυλίνδρου αέρα είναι κλειδωμένο στο στέλεχος της βαλβίδας μέσα από δύο μισά κωνικά μπλοκ σύσφιξης 3, μια πλάκα πίεσης και μια αυλάκωση δακτυλίου στο στέλεχος της βαλβίδας. Ο αέρας εργασίας από την πηγή αέρα ελέγχου μειώνεται στα 7 kg/cm και εισέρχεται στον κύλινδρο αέρα κλεισίματος βαλβίδας μέσω μιας βαλβίδας ελέγχου και διατηρεί αυτή την πίεση στην κλειστή κατάσταση για να εξασφαλιστεί σφιχτή σφράγιση μεταξύ της βαλβίδας και του καθίσματος της βαλβίδας. Όταν ανοίγει η βαλβίδα εξάτμισης σύμφωνα με την απαίτηση χρονισμού, το πετρέλαιο εργασίας υψηλής πίεσης εισέρχεται στον υδραυλικό κύλινδρο ανοίγματος της βαλβίδας, δρα στο υδραυλικό έμβολο κυλίνδρου, ξεπερνά τη δύναμη του αέρα εργασίας στον κύλινδρο αέρα που κλείνει τη βαλβίδα και το αέριο εξάτμισης στο Κύλινδρος κινητήρα ντίζελ και ανυψώνει την βαλβίδα εξάτμισης. Αυτή τη στιγμή, η πίεση του αέρα εργασίας στον κύλινδρο αέρα κλεισίματος της βαλβίδας αυξάνεται στα 17 kg/cm (που υπερβαίνει τα 20 kg/cm, ανοίγει η βαλβίδα ασφαλείας). Όταν η βαλβίδα εξάτμισης είναι κλειστή σύμφωνα με την απαίτηση χρονισμού, το πετρέλαιο εργασίας στον υδραυλικό κύλινδρο ανοίγματος της βαλβίδας επιστρέφει και το έμβολο του κυλίνδρου αέρα αυξάνεται κάτω από τη δράση της πίεσης του αέρα εργασίας και κλείνει σταδιακά τη βαλβίδα εξάτμισης.
Το λάδι εργασίας για το άνοιγμα της βαλβίδας προέρχεται από τον μηχανισμό κίνησης της βαλβίδας εξαγωγής, όπως φαίνεται στο σχήμα 2.
Εικόνα 2 Μηχανισμός κίνησης βαλβίδας εξαγωγής
Το λάδι λίπανσης από το σύστημα λίπανσης ρουλεμάν διασταυρούμενης κεφαλής, μετά την αποστασιοποιημένη, εισέρχεται στον κύλινδρο μηχανισμού κίνησης 4 μέσω της βαλβίδας ελέγχου αναρρόφησης 2. . Αφού το έμβολο μετακινηθεί μέχρι το σημείο όπου κλείνει την οπή της πεταλούδας της βίδας ρύθμισης 1, αρχίζει να συμπιέζει το λάδι εργασίας στον κύλινδρο, προκαλώντας την ταχύτητα της πίεσης του (η βαλβίδα ασφαλείας 3 ανοίγει όταν η πίεση λαδιού υπερβαίνει τα 300 kg /cm). Στη συνέχεια, εισέρχεται στην κορυφή της βαλβίδας εξάτμισης μέσω του σωλήνα λαδιού υψηλής πίεσης και ωθεί το έμβολο του υδραυλικού κυλίνδρου για να ανοίξει τη βαλβίδα εξάτμισης [2].
2. Παράγοντες που επηρεάζουν το χτύπημα της βαλβίδας εξάτμισης
Ο ήχος χτυπήματος της βαλβίδας εξάτμισης συμβαίνει συνήθως όταν η βαλβίδα κλείνει. Υπάρχουν γενικά δύο καταστάσεις. Το ένα είναι ότι ο δίσκος βαλβίδας ή το κάθισμα της βαλβίδας της βαλβίδας εξαγωγής είναι υπερβολικά φορεμένο, προκαλώντας χτύπημα λόγω του μικρού κενού στην κορυφή του στελέχους της βαλβίδας κατά το κλείσιμο. Αυτό μπορεί να λυθεί αντικαθιστώντας τη βαλβίδα εξαγωγής ή το κάθισμα της βαλβίδας.
Η πιο συνηθισμένη κατάσταση προκαλείται από σοβαρή διαρροή στο υδραυλικό σύστημα.
Υπό συνθήκες κανονικών συνθηκών συντήρησης, αυτός ο τύπος συσκευής βαλβίδας εξάτμισης δεν παράγει προφανείς ήχους χτυπήματος κατά το κλείσιμο. Υπάρχουν δύο λόγοι για αυτό. Πρώτον, κατά το κλείσιμο, η πίεση του αέρα εργασίας στον κύλινδρο αέρα κλεισίματος μειώνεται σταδιακά και η ταχύτητα κλεισίματος σταδιακά επιβραδύνεται. Δεύτερον, κατά το κλείσιμο, το έμβολο στον κύλινδρο μηχανισμού οδήγησης κατεβαίνει κατά μήκος της φθίνουσας άκρης της έκκεντρου της βαλβίδας εξάτμισης με τον κύλινδρο και το πετρέλαιο εργασίας στον αρχικό υδραυλικό κύλινδρο επιστρέφεται σταδιακά λόγω της επίδρασης αναρρόφησης του εμβόλου, το οποίο δρα ως ένα buffer παρόμοιο με ένα μαξιλάρι λαδιού.
Όταν το έμβολο κατεβαίνει στο άνοιγμα της οπής της βίδας ρύθμισης, είναι κοντά στο τέλος της διαδικασίας κλεισίματος. Μερικά από τα πετρέλαιο εργασίας απελευθερώνονται μέσω της τρύπα της πεταλούδας για να εξασφαλιστεί ότι το κάθισμα της βαλβίδας και της βαλβίδας είναι σφιχτά κλειστό.
Επομένως, η σοβαρή διαρροή λαδιού στο υδραυλικό σύστημα, προκαλώντας ταχεία πτώση της πίεσης του λαδιού κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κλεισίματος ή το άνοιγμα της οπής της βίδας ρύθμισης, θα καταστρέψει το φαινόμενο ρυθμιστικού παρόμοιου με ένα μαξιλάρι λαδιού, με αποτέλεσμα τον ήχο που χτυπάει όταν η βαλβίδα Η κεφαλή επηρεάζει το κάθισμα της βαλβίδας κάτω από τη δράση της πίεσης του αέρα κλεισίματος.
Από αυτό, μπορεί να είναι γνωστό ότι ο ήχος χτυπήματος όταν κλείνει η βαλβίδα εξαγωγής μπορεί να εξαλειφθεί ρυθμίζοντας τον συνολικό όγκο εκφόρτισης λαδιού στο υδραυλικό σύστημα. Ο συνολικός όγκος εκκένωσης λαδιού του υδραυλικού συστήματος περιλαμβάνει τον όγκο απελευθέρωσης της οπής της βίδας ρύθμισης και τον όγκο διαρροής του υδραυλικού συστήματος. Είναι απαραίτητο να αποφευχθούν τα δύο ακραία φαινόμενα του συνολικού όγκου εκφόρτισης πετρελαίου που είναι πολύ μικρός και πολύ μεγάλος.
Iii. Μεθόδους αντιμετώπισης προβλημάτων
Μετά τον μη φυσιολογικό ήχο χτύπημα συνέβη στη βαλβίδα εξάτμισης, αγγίζοντας τον σωλήνα λαδιού υψηλής πίεσης από τον μηχανισμό κίνησης της βαλβίδας εξαγωγής στον υδραυλικό κύλινδρο της βαλβίδας εξαγωγής, θα μπορούσε να γίνει αισθητή ισχυρή δύναμη κρούσης, η οποία ήταν πολύ ισχυρότερη από αυτή των άλλων κυλίνδρων , και υπήρξε διαρροή λαδιού στην άρθρωση του σωλήνα λαδιού. Έτσι, θα μπορούσε να συναχθεί το συμπέρασμα ότι η πίεση του λαδιού ήταν πολύ υψηλή όταν άνοιξε τη βαλβίδα. Ταυτόχρονα, με βάση τον ήχο, κρίθηκε ότι ο ήχος χτυπήματος προήλθε κυρίως από το κλείσιμο της βαλβίδας και αρχικά καταλήγει στο συμπέρασμα ότι προκλήθηκε από τον δίσκο της βαλβίδας που συγκρούεται με το κάθισμα της βαλβίδας λόγω πολύ γρήγορου καθίσματος. Ο επικεφαλής μηχανικός ρύθμισε για πρώτη φορά τη βίδα ρύθμισης στον μηχανισμό κίνησης της βαλβίδας εξαγωγής, κλείνοντας σταδιακά τη βαλβίδα για να μειώσει την απελευθέρωση λαδιού εργασίας μέσω της οπής της βίδας ρύθμισης μέχρι να κλείσει εντελώς, αλλά ο ανώμαλος ήχος χτύπημα δεν εξαφανίστηκε ακόμα. Αυτό έδειξε ότι το χτύπημα δεν προκλήθηκε από την ταχεία επιστροφή του υδραυλικού συστήματος. Τέλος, το συγκρότημα της βαλβίδας εξαγωγής έπρεπε να αντικατασταθεί μετά τη διακοπή του κινητήρα και η διαρροή λαδιού εξαλείφθηκε με την άλεση της άρθρωσης του σωλήνα λαδιού. Μετά την επανεγκατάσταση, επέστρεψε τελικά στο φυσιολογικό. Αργότερα, όταν το συγκρότημα απομάκρυνσης της βαλβίδας αποσυναρμολογήθηκε, εκτός από τη σοβαρή φθορά και δύο σοβαρά σημάδια καύσης στο δίσκο βαλβίδας και το κάθισμα της βαλβίδας λόγω του μη φυσιολογικού χτυπήματος, δεν βρέθηκαν άλλες ανωμαλίες. Οι συνθήκες στεγανοποίησης του υδραυλικού κυλίνδρου ανοίγματος της βαλβίδας εξαγωγής και του κύλινδρο αέρα κλεισίματος ήταν και οι δύο καλοί. Αν και το σφάλμα εξαλείφθηκε, η πραγματική αιτία δεν βρέθηκε εκείνη τη στιγμή. Μόλις το επόμενο ταξίδι όταν το φαινόμενο συνέβη και πάλι ότι όλοι έδωσαν ιδιαίτερη προσοχή και το ανέλυσαν εντατικά και τελικά βρήκαν την ουσία του προβλήματος. Αποδείχθηκε ότι το σφάλμα ήταν στη βαλβίδα ασφαλείας του κύλινδρου αέρα κλεισίματος. Κατά το άνοιγμα της βαλβίδας, η βαλβίδα απέτυχε να ανοίξει κανονικά, με αποτέλεσμα την υπερβολική αντίθλιψη και την απότομη αύξηση της πίεσης του λαδιού οδήγησης, προκαλώντας διαρροή λαδιού στην άρθρωση. Κατά το κλείσιμο της βαλβίδας, λόγω της υπερβολικής πίεσης του αέρα στον κύλινδρο του αέρα, η βαλβίδα έκλεισε πολύ γρήγορα, προκαλώντας έντονη επίδραση και μη φυσιολογικό ήχο χτύπημα και ο δίσκος βαλβίδας και το κάθισμα της βαλβίδας ήταν σοβαρά φθαρμένα, γεγονός που οδήγησε περαιτέρω σε κακή σφράγιση, επηρεάζοντας την καύση και την αύξηση της θερμοκρασίας εξάτμισης του κυλίνδρου. Την προηγούμενη φορά, η βαλβίδα ασφαλείας άνοιξε υπό πολύ υψηλή πίεση λόγω της εξάλειψης της διαρροής του σωλήνα λαδιού, αποκαθιστώντας έτσι την κανονική λειτουργία. Μετά την αποσυναρμολόγηση και την επιθεώρηση της βαλβίδας ασφαλείας, βρέθηκε να είναι πολύ βρώμικο και είχε κάποια σκουριά. Τέλος, η βαλβίδα αντικαταστάθηκε και το φαινόμενο δεν συνέβη και πάλι σε επόμενες λειτουργίες και το σφάλμα εξαλείφθηκε πλήρως.