船舶柴油机燃油系统常见故障分析及排除方法的研究
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船舶柴油机磨损的故障模式分析及故障处理郑卫锋(中山市金辉船舶修造厂有限公司,广东中山528447)脯要]船舶主柴油机的故障对于船舶的安全舷行构成了极大的威胁,在柴油机出现故障时需要采用必要的手段来防止事故的扩大。
本文对通过对船舶柴油机磨损故障模式的分析,结合一次典型的船舶N TA一855型康明斯柴油机的磨损故障进行分析,同时提出具体的故障处理方法。
陕键词】船舶;柴油机;磨损;故障模式;故障处理船舶柴油机本身工作条件差,它是在高温、低速、振动等条件下运行,其结构复杂,结构系统多,船舶在不同的海况航行,各种零部件处于较为恶劣的工况下工作。
同时由于海水和其它酸性或碱性物质的腐蚀,各种金属颗黻生的摩擦或磨损。
船舶襄由机各个系统发生故障的可能性较大。
有些故障可以在主机运行中根据故障症状直接检修排除。
有些故障必须停机或紧急停航进行抢险才能排除,这无疑会给船东或承租人带来较大的经济损失。
因此对该船舶柴油机进行运行情况调研及掌握必要的故障处理方法。
尤其是对其常发故障的船舶主机进行总结和分析,有助于积累船舶柴油机维修管理的经验,也有利于船舶公司机务管理部门进行备件采购,建立科学的维修保养体系,为整个公司船队的轮机管理人员提供及时的技术保障和支持。
基于此,本文对一次船舶N T A一855型康明斯柴油机的磨损故障进行分析并提出相应的处理方法。
论文的分析过程和结果有利于充实船舶柴油机的监测和诊断技术储备,这对于刚氏船舶维修费用、提高经济性、可靠性、提高营运经济性有着重要的意义。
1船舶柴油机故障主要模式分析针对船舶柴油机及系统设备的使用情况笔者进行全面调查,收集到了具体故障案例。
综合起来分析,可得出结论发现:柴油机的常见故障原因不是一个具体的单一的,而通常是由各种原因综合造成。
结合故障实例可具体分为如下故障模式:A:过度磨损:B:材料强度不够;C:腐蚀:D:振动;E:人为管理因素;F:其它模式。
按以上的故障模式,对躬由机统计,进而分析得出其故障出现率,见表1所示表I船舶主柴油泉故#々模式统计及其比率模式A B C D E F∑I统计次数128235232I比率f%)3752562941576.2100通过表1结果分析看,虽然这种统计不完全,但可得出故障发生的趋势,因而可初步得出如下结论:1)柴油机的故障比率较高的是磨损引起的,其比率达到了375%。
船舶分油机跑油故障的分析与处理摘要: 随着燃油价格的不断上涨,航运企业的经营成本剧增,考虑到劣质燃油与轻油的价格差,为降低成本,越来越多的航运企业着手将烧轻油的柴油机改为烧劣质燃料油。
在船舶动力装置中,所用的燃油和滑油含有水分和固体杂质,这样将影响柴油机的运行和使用寿命。
进入柴油机内的燃油中含有水分和杂质使喷油设备磨损加剧,燃油的雾化质量下降,燃烧恶化等不良影响。
润滑油中含水分和杂质,破坏了运动部件间油膜的形成,加速机件运动磨损。
燃油和滑油在运输、加装和储存过程中,会混入一些水分、铁锈和泥沙等杂质,同时使用中的滑油所含磨损产生的金属屑,也随使用的时间而增加,因此,必须对其进行净化处理,以保证动力装置的可靠运行,并延长其使用寿命,尤其是船舶为了降低营运成本而燃用重柴油石渣油的船舶,油液的净化设施更是必不可少。
然而当分油机跑油的时候会严重影响船舶的正常航行,增加了企业的营运成本。
本文从保证船舶航行安全的角度出发,分析了分油机跑油的原因。
介绍了分油机跑油的故障现象及排除措施,提出了防止分油机跑油的管理要点,并以“建华岭”轮发生多次出水口跑油和排渣口跑油故障为例进行了分析讨论,最后提出来分油机运行中的管理方法,以避免类似的事故发生。
关键词: 分油机;跑油;故障;处理前言随着航运业的迅猛发展,柴油机燃油也大幅度涨价,燃油费用支出约占船舶营运成本的50%,船用柴油机开始普及使用低质燃油,很多船舶使用IFO380或者更低质的燃油,低质燃油的使用可以大幅度降低船舶营运成本,同时可以合理使用石油资源。
但是这种低质燃油不仅粘度大,密度高,而且还有其他渣滓。
为了保证船舶的营运安全,分油机的使用在船舶营运中的作用不言而喻。
分油机作为船舶的一种辅助机械,是净化燃油的重要设备。
为保证主、副机设备处于良好的工作状况,无论是燃油还是滑油,都要通过分油机进行分离处理。
由于燃油油质越来越差,运行的过程中,分油机的转速非常高,通常达到每分钟6000~8000转/分钟,甚至上万转/分钟,给分油机的维护保养带来了巨大的挑战。
船舶柴油机作为推动螺旋桨装置的心脏动力, 其运行性能直接影响着船舶安全和营运效益。
柴油机在使用过程中冒黑烟是较为常见的现象, 也是处理起来较为困难的故障之一, 其成因涉及柴油机的许多系统及执行元件, 其中最主要的原因是燃料燃烧不完全, 未燃烧的燃料在高温下分解成炭的黑色小颗粒, 当达到一定浓度时, 形成排气中的黑烟。
排黑烟影响柴油机动力性能, 增加燃料的消耗, 提高了营运成本, 这不仅与节能环保理念相悖, 而且大大缩短了机器的维修周期和使用寿命。
在进行此类故障分析诊断时, 应尽可能做到有的放矢, 根据具体情况区别对待。
一故障分析及排除对双机双浆的某轮主机6160A柴油机排黑烟故障进行分析。
该柴油机相关技术参数如下:压缩空气起动直列式废气涡轮增压四冲程柴油机主机, 额定转速750r/min, 额定功率136kW。
1.故障表征该船主机在怠速运转时, 排气呈现轻微黑色, 加速时更为明显, 而左机运转工况正常。
为此, 曾经数次航修和两次进船厂修理, 还请柴油机厂的专业技工一起检修, 甚至将右机推动的螺旋桨沿圆周方向切割了10cm, 维修后柴油机运行状况基本没有得到改善。
2.故障检修柴油机在工作过程中, 供油系统在规定的起始和终止时间内, 以燃烧所要求的雾化程度, 向燃烧室内喷入一定压力和数量的燃油, 在高温高压空气的作用下自行发火燃烧, 实现能量转换。
正常情况下, 燃油在过量的空气中燃烧, 排气颜色一般呈淡灰色, 本例中在使用的燃油油品和油质相同的条件下, 左机排气颜色正常, 而右机却呈黑色。
为此, 对影响柴油机燃烧性能的相关问题做筛选检查。
对柴油机供油系统进行维护检修, 首先对日用油柜、高压油管和管路上各阀门等作清洗吹污处理, 然后用柴油机飞轮“0”刻度线校正固定指针的正确位置, 接下来检查柴油机油气匹配工况, 四冲程柴油机的换气过程曲线如图1所示。
图 1 四冲程柴油机的换气过程曲线喷油器作为供油系统末端执行元件, 出现问题时柴油机排气中有时会出现黑烟, 因而检修时率先从喷油器着手, 通过倾听机器运行中发出的声音并结合采用单缸停油法, 发现第二缸的喷油器和柴油机排气中的黑烟有较大关联。
分析柴油机六大故障的成因及其解决方法柴油机不能启动、功率不足、运转有不正常杂音、排气烟色不正常、机油压力不正常、喷油泵故障等六大故障直接影响柴油机能否正常工作,现就其六大故障的成因、判别方法及其排除解决方案分析如下。
1 柴油机不能启动的故障成因判别及排除方法1.1 燃油系统故障柴油机被启动电机带动后不发火回油管无回油。
1.1.1 燃油系统中有空气检查燃油管路接头是否松动,排除燃油系统中的空气。
A:旋开喷油泵和燃油滤清器上的放气螺钉,用手泵泵油,直至所溢出的燃油中无气泡后旋紧放气螺钉。
再泵油。
当回油管中有回油时,将手泵旋紧。
B:松开高压油管在喷油器一端的螺帽,撬高喷油泵柱塞弹簧座,当管口注出的燃油中无气泡后旋紧螺帽,再撬几次,使喷油器中充满燃油。
1.1.2 燃油管路阻塞检查管路是否通畅。
1.1.3 燃油滤清器阻塞清洗滤清器或调换滤芯。
1.1.4 输油泵不供油或断续供油检查进油管是否漏气,进油管接头上的滤网是否堵塞。
如排除后仍不供油,应检查进油管和输油泵。
1.1.5 喷油很少喷不出油或喷油不雾化将喷油器拆出,接在高压油泵上,撬喷油泵柱塞弹簧,观察喷雾情况,必要时应该拆洗。
检查并在喷油实验台上调整喷油压力至规定范围或更换喷油器偶件。
1.1.6 喷油泵调速器操纵手柄位置不对启动时应将手柄位置推到空载,转速700~900rpm(r/min)左右的位置。
1.2 气缸内压缩压力不足喷油正常但不发火,排烟管内有燃油。
1.2.1 活塞环或缸套过度磨损更换活塞环,视磨损情况更换气缸套。
1.2.2 气门漏气检查气门间隙、气门弹簧、气门导管、气门座的密封性,密封不好应修理和研磨。
1.2.3 存气间隙或燃烧室容积过大检查活塞是否属于该机型的,必要时应测量存气间隙或燃烧室容积。
1.3 喷油提前角过早或过迟柴油机喷油但不发火或发火一下又停车检查喷油泵传动轴结合盘上的刻度线是否正确或松弛,不符合要求应重新调整。
1.4 配气相位不对复查配气相位。
柴油机常见故障及排除方法柴油机作为一种常见的动力设备,广泛应用于各个领域。
然而,由于长时间使用或者操作不当,柴油机也会出现一些常见的故障。
本文将介绍柴油机常见故障及排除方法,以帮助读者更好地了解和解决这些问题。
首先,柴油机常见的故障之一是启动困难。
当柴油机无法启动时,首先需要检查燃油系统是否正常。
可能的原因包括燃油泵故障、燃油滤清器堵塞或者燃油管路漏油。
解决方法是检查燃油泵的工作状态,清洗或更换燃油滤清器,并检查燃油管路是否有漏油现象。
其次,柴油机常见的故障之二是功率下降。
当柴油机的功率明显下降时,可能是由于燃油供应不足或者气缸压力不够造成的。
解决方法是检查燃油泵的调整情况,确保燃油供应充足;同时,检查气缸的压力是否正常,可能需要清洗或更换喷油嘴。
第三,柴油机常见的故障之三是冷却系统故障。
柴油机在运行过程中需要保持适当的温度,以确保正常工作。
如果冷却系统出现故障,可能会导致柴油机过热或者过冷。
解决方法是检查冷却液的水位和质量,确保冷却系统正常运行;同时,检查散热器是否有堵塞,需要及时清洗或更换。
最后,柴油机常见的故障之四是排气系统故障。
柴油机在运行过程中会产生大量的废气,如果排气系统出现故障,可能会导致废气排放不畅或者产生异常噪音。
解决方法是检查排气管路是否有堵塞,需要清洗或更换排气管;同时,检查消声器是否损坏,可能需要修复或更换。
总之,柴油机常见故障及排除方法主要包括启动困难、功率下降、冷却系统故障和排气系统故障。
在遇到这些问题时,我们应该及时检查和排除故障,以确保柴油机的正常运行。
同时,定期进行维护保养也是预防故障的重要措施,包括更换燃油滤清器、清洗喷油嘴、检查冷却液和排气系统等。
只有保持良好的维护和操作,才能延长柴油机的使用寿命,提高工作效率。
一、柴油机凸轮轴定义与应用船舶柴油机中的凸轮轴是仅次于曲轴轴系的重要基础轴类传动部件,凸轮轴的组成主要由进排气凸轮、偏心轮、支承轴颈、以及凸轮轴驱动齿轮等组成;凸轮轴主要作用是控制柴油机进气阀、排气阀的开合动作,喷油器起喷正时,以及空气分配器的驱动,附加带动调速器等其他附件的传动轮做同步运动,为燃烧室正常工作提供先决条件[1]。
二、引起船用柴油机凸轮轴系统故障的主要原因凸轮轴故障现象主要有凸轮轴工作面点蚀、磨损、塑性变形,凸轮轴表面裂纹和凸轮轴整体弯曲变形等,而引起凸轮轴故障有多种原因,现总结归纳船用凸轮轴故障原因主要从三个重要环节进行原因分析:第一方面是从加工制造环节和凸轮轴结构形式的选用进行分析。
图1 凸轮轴剖视图众所周知,凸轮,见图1,应该保证具有很高的轮廓精准度,相位角度、良好的耐磨性、工作表面较小的表面粗糙度以及足够的刚度和抗冲击能力。
第二方面是从安装环节进行分析,为保证凸轮轴在整个柴油机系统中能够可靠工作,安装工艺同样不可忽视,凸轮轴各配合部件要严格按照柴油机技术规格书中凸轮轴规定的装配尺寸公差来进行安装,比如:止推片调整轴向间隙;力矩扳手按标准值紧定螺栓;确保齿轮和凸轮轴锥面清洁和干燥;凸轮轴转速正时轮附件齿后的第一个齿的中心线应准确对准主转速正时传感器的中心线;安装凸轮轴时曲轴和凸轮轴正时定位销的找正方法。
第三方面是从凸轮轴日常管理进行分析,柴油机管理人员落实检查制度不到位,仅仅存在于检查燃油、滑油、冷却水、更换滤芯滤器、各油路水路阀门位置、主机系统供电等日常启机环节,对凸轮轴道门盖内部情况长时间疏于观察。
所以一旦出现柴油机动力衰减伴随油耗增加因凸轮轴导致此现象时,往往更换意义大于修复。
原因还有以下方面:(1)故障原因判断失误或者仅调整气阀间隙和喷油正时后继续使用,凸轮表面长时间工作加剧磨损。
(2)在润滑系统原因的情况下,因为凸轮轴部位基本处于在整体润滑系统中较为劣势的位置,即使是进行设计的液体动压润滑机构,在启动、停车或载荷剧烈变动时,也会短时间处于局部边界摩擦状态[2]。
船舶机械设备维修保养中的常见故障及排除方法摘要:船舶机械设备维修原则是以原样修复为主,排除故障、消除故障隐患,保持和恢复其战、技术性能,尽量本着节约的精神,节省修船费用和缩短修船时间。
及时准确地排除现有故障或根据某些物理状态、工作参数而事先判断出设备即将发生的故障并予以消除,这就要求轮机维护人员不断提升船舶维修保养技术水平,察觉机械设备故障征兆,从而分析故障原因,进而排除故障,对故障进行分类、总结并发现规律可较快地提升技能水平。
本文就在轮机维修中对船用柴油机常见故障、泵类振动故障、液压系统故障的经验总结,供学习交流。
关键词:船舶;机械设备;维修保养;常见故障;排除方法1船用柴油机常见故障排除船用柴油机在运行过程中出现机械故障时,伴随出现柴油机漏水、漏气、冒白烟、黑烟等现象,柴油机运行异常,出现烧焦味道,发出细微撞击声,水箱内温度升高,油和水进行了混合,燃料消耗量增加等。
以上这些问题即为柴油机出现机械故障的表征,船舶机械维修工作人员可依据感官判断柴油机的各种故障,初步查验,判断引发故障的原因,根据实际情况对故障处进行检修。
1.1柴油机故障诊断的原则检查船舶柴油机发生故障的表征,从机械设备的结构原理出发,全面判断引发设备故障的内因,从柴油机外表到设备内部依次进行检查,完成分阶段故障检测,切勿在未查找到故障原因的情况下擅自拆卸柴油机。
1.2柴油机故障实例分析与检查方法燃油路密封不严检查方法:1)低压油路出现密封问题:喷油泵处于松开的情况下进行手动操作泵油时,燃料中出现一定数量的气泡,这些气泡在手动操作压力的作用下能够进行排出,表示船舶柴油机输油泵的燃料输送口与喷油泵连接处的封闭位符合规定要求。
在这一情况下大气压力低于油压,机械设备运行过程中,输油泵密封性差,只有少量的空气被吸入柴油机中,排查漏油位置,解除故障。
采用手油泵进行燃料抽取时,拧松喷油泵的放气螺丝钉,燃油内产生的大量气泡无法全部排干净,则表示柴油机油路充进了一部分的空气,气体经过油箱进入到输油泵的油路内。
一、故障现象柴油机燃油系统进入空气会造成燃油流动阻碍。
少量空气渗入喷油器会导致喷油量降低,柴油机功率下降;情况严重的可造成柴油机不能启动或停机故障。
柴油机在停机状态下,如果燃油供给系统进入大量空气,会导致柴油机不能启动。
按动柴油机启动按钮时,会发出疲软的“突突”声,停止按动启动按钮后,柴油机很快停止运转。
如果进入空气量较少,启动时也发出疲软的“突突”声,能够维持柴油机基本运转,但转速比正常情况不稳定。
柴油机运行时,如果燃油系统中进入空气,通常会发出“咔咔”的异响,曲柄在某一角度出现旋转波动现象,转速不稳定。
如果空气量很大,严重的会导致柴油机停机。
上述船舶救生艇停机事故即属于此类事故。
如果空气量少,会导致供油速率不稳定,总燃烧供油量不足,柴油机功率下降,转速不稳定。
二、故障原因分析柴油机运行或停止过程中,因正常磨损或局部损坏会导致空气进入到燃油系统。
根据流体力学原理,当外部空气压力高于燃油管路内部燃油压力时,一旦管路内部与外界相互连通,空气就会进入燃油系统。
因此,外部空气是大气压情况下,燃油管路内只有出现负压时,空气才会进入燃油系统,否则燃油会泄漏出来而不是空气进人管路内。
根据柴油机运行工况和结构特点,将燃油系统进气部位故障分为柴油机运行和停止2种状态进行分析。
柴油机停止运行时,如果燃油箱内燃油液面高度低于柴油机高压油泵水平位置,高压油泵吸入端和排出端管路燃油呈现回流油箱的趋势,油管内部大部分高于油箱内燃油液面的部位处于负压状态。
如果高压油泵吸入端负压部位的塑料油管老化变质、变硬变脆而破损,或者滤器密封失效等,将会导致空气进入该段管路。
柴油机高压油泵输出端的高压油管或回油管接头部位密封不严、喷油器老化损坏、高压油泵柱塞套定位螺钉垫圈损坏或丢失、多缸高压油泵的限压阀失效、高压油泵柱塞磨损严重、高压油泵出油阀垫圈磨损或破裂、高压油泵放气螺栓垫片安装不良密封失效等,也会导致空气进入燃油系统。
如果油箱内油位与高压油泵处于同一水平面或高于高压油泵位置,但低于喷油器,则位于燃油液面水平面以上的高压油管内是负压状态,高醢油泵吸入端管路是正压状态。
一增压系统故障成因及分析1.增压器喘振压气机如果在喘振的条件下工作,不仅达不到预期的增压效果,还会造成压气机叶轮叶片断裂,转子发生轴向振动,严重缩短增压器使用寿命。
一般产生喘振是由于增压系统流道阻塞、温度变化、船舶负荷变化,柴油机单缸熄火等。
(1)增压系统流道阻塞。
它是引起增压器喘振的最主要的原因。
在柴油机运行时,增压系统的气体是循着以下的流动线路进行:空气滤清器—压气机—空气冷却器—进气管—气缸—排气管—废气涡轮—废气锅炉—烟囱。
其中的任意一个环节出现故障,都有可能造成柴油机气路不顺或气体流量减少,背压升高,引起喘振,同时还可能造成柴油机油耗率升高等一系列其他的故障,通过分析发现其阻塞的原因主要有:脏污、结碳、变形。
其中在进口滤器、压气机叶轮和扩压器、空气冷却器、气缸的进排气口、涡轮的喷嘴环和叶轮部位容易堵塞。
在日常管理中,应关注检查上述部件的污损并经常加以清洁。
防止因流道阻塞而引起的喘振。
(2)环境温度变化。
由于增压器和柴油机与水域温度条件的匹配不同而造成的,比如可以匹配在低温条件下的不带空冷器的增压系统用在高温水域时,或者匹配在高温条件下的增压系统用在低温海域时,由于配合运行点的不同,气温升高时,空气密度降低,进入增压系统的空气流量减小,排气管压力下降,涡轮能量减少,导致增压系统转速降低,转速降低进一步减小空气流量,从此进入恶性循环,发生增压系统喘振。
(3)船舶负荷变化。
船舶负荷变化导致增压系统中增压器和柴油机的匹配不良,导致喘振。
当船泊满载、顶风遇阻严重时,由于船身阻力增加,主发动机负荷增大,柴油机长时间处于低转速高负荷运行状态,使得气缸耗气量降低但是同时循环喷油量增大,提升了增压器转速,使得供气量增多,出现喘振。
在风浪天航行中的船舶发生飞车时,也容易发生喘振。
(4)柴油机单缸熄火。
除了发生故障问题外,为了调整各缸负荷或检查压缩压力,一般会实施单缸停油。
由于在正常的脉冲增压系统中,三个气缸共同连接到一台增压器上面,三个气缸属于并联状态,同时向进气总管进行供气,如果某个单缸熄火,与之相连接的涡轮功率便会减小,供气能力下降,但是其他增压器工作正常,所以压气机的出口背压依旧不变,这样便导致熄火缸增压器的背压过高,压气机排量减小,涡轮所获能量不均匀,发生喘振。
目前,国内的船舶建造普遍使用船用柴油机作为动力装置,对此,需要重视柴油发电机的故障诊断与定期检修工作。
做好船用柴油机的故障处理工作对保障船舶航行安全和船员人身安全具有重要意义。
从船舶柴油机的结构角度看,对其进行维修并不是单纯地换装、拆装,而是对机器内部的整体结构进行分析,针对故障部件进行处理。
所以,诊断船舶柴油机的常见故障,对提升其故障检修效果具有重要影响。
随着科学技术的进步,各种新的检测技术被应用到柴油机的故障诊断中,国内该领域研究者为保障船舶运行安全,针对柴油机常见故障,提出了多种诊断技术。
但在实践中,由于维护人员技术水平的限制和柴油机自身故障具有隐蔽性与复杂性特点,产生维护费用高昂和资源浪费的现象。
为保障船舶运行安全,从船用柴油机的结构入手,对其常见故障进行了分析,提出有效的故障诊断和维护措施。
一、船用柴油机的基本构成1、机体组件与曲柄连杆系统船用柴油机由各机械和动力部件构成,其中,机体总成系统是船用柴油机的基本构架,可以保障柴油机在船舶上正常工作。
发动机总成系统包括缸盖、缸体等,由多个部件构成,是整个发动机系统的一个有机整体。
此外,船用柴油机的曲柄连杆系统也是柴油机和其他动力系统的重要组成部分。
曲柄机构包含活塞组、连杆组、曲轴飞轮组等部件,其作用是将活塞的逆向运动转化成曲轴的转动,从而保证整个船舶的运行安全。
2、进气和燃料供应系统柴油机的进气和排气系统是柴油机的呼吸器,能为柴油机提供新鲜的空气和氧气,保证柴油机的工作状态。
同时,进气和排气系统也起到了排烟的作用,可以净化发动机内部工作环境,使发动机内的各系统部件能够正常运作。
由此可知,进气和排气系统是柴油机实现经济高效运行的保证。
此外,燃料供应系统包括高压油泵、喷油器等部分,是船舶柴油机的重要组成部分。
燃料供应系统的稳定性,对柴油机的总体性能和船舶高效运行有着重要的影响。
该系统的主要功能是根据船舶柴油机的特定载荷,对其进行燃料供应,并将合适的燃料注入发动机汽缸中,以确保整个系统正常运转。
排气阀是组成柴油机燃烧室的重要部件之一。
它的工作状况直接影响换气过程的质量,影响柴油机的动力性、经济性、可靠性及排气污染,是柴油机工作优劣的先决条件之一。
因此对于轮机管理人员来说,要严格按规范做好排气阀的拆检与修理工作,重视排气阀运行管理,如稍有修理上的失误会加快排气阀损坏的速度,甚至影响柴油机的正常运行。
然而,在船舶柴油机的实际运行过程中会出现一些意想不到的问题,这就需要轮机管理人员根据其原理认真分析,找出故障的原因,进而解决问题,使机器恢复正常运转,保证船舶航行安全。
一、故障主要因素1、排气阀的工作条件船舶柴油机中排气阀的工作条件十分恶劣,气阀底面与高温燃烧产物直接接触,在气阀开启期间还承受着高温(900℃~1000℃)和具有腐蚀性气体的高速(600m/s)冲刷,气阀中心温度高达700℃~800℃,在阀盘与阀杆过渡圆弧中段,温度也有600℃~700℃。
过高的温度会使金属材料的机械性能降低,材料发生热变形;当阀面密封不严时,阀面因高温高速流动的燃气摩擦使温度更高,引起局部熔化,熔化的金属吹落,造成阀面烧损;气阀落座时,在阀与阀座的惯性力和弹簧作用力的共同作用下,还承受着相当大的冲击性交变载荷,在气阀出现跳动或气阀间隙增大时,这种载荷会明显增加。
阀与阀座的撞击,容易形成密封面的变形和严重的磨损。
此外,阀杆与导管间也会发生磨损,阀杆顶端受摇臂的撞击与磨损等等。
2、其他因素的影响当前燃油价格不断上涨,航运市场萧条,船东为了降低成本来达到提高竞争能力、获得更多利润的目的,均采用低速航行,甚至采用低价、劣质的燃油。
这些燃油的粘度高,滞燃期长,而且钒、钠和硫的含量比较高。
到目前为止,还没有经济合理的工艺加工能从劣质的燃油中除去钒、钠和硫等腐蚀元素。
燃油燃烧中所产生的排放物(燃料灰梵)仅仅有一部分与排出的气体一起离开机器,而剩余部分仍然留在发动机内一些高温零件表面上,如排气阀和活塞顶,形成沉积,造成所谓的“高温腐蚀”。
船舶柴油机为船舶提供动力支持,是船舶安全航行及作业的重要保障。
燃油系统作为船舶柴油机的重要组成系统之一,一旦燃油系统发生故障,则会对柴油机的动力性、经济性和可靠性带来较大的影响。
在船舶柴油机燃油系统中,喷油泵作为最为重要的组成部件,其结构相对复杂,而且在柴油机喷油系统中存在喷油嘴偶件、喷油泵出油阀偶件和喷油泵柱塞偶件等,因此对于喷油泵需要选择专用仪器进行调试,以此来保证喷油泵供油的均匀性,保证柴油机经济、可靠运行。
当前船舶柴油机运行中的故障多以燃油系统故障为主,因此要对燃油系统相关知识熟练掌握,从而完成船舶柴油机燃油系统故障的诊断和排除工作。
一各缸供油量不均匀故障分析及排除方法当船舶柴油机各缸供油量不均匀时,则会影响柴油机运转的稳定性,同时缸内会出现积炭、排气冒烟、油耗增加及功率降低等情况。
个别缸喷油器喷孔在积炭或是磨损作用下喷孔面积出现缩小或是扩大的情况,从而导致供油量减少或是增加,这种情况下要定期对喷油器和喷孔的积炭进行清除。
喷油嘴等精密偶件表面具有较高的光洁度除了制造质量原因外,当乱拆乱卸、清洗不当或是使用劣质燃油时,会影响喷油嘴偶件使用寿命。
因此对于喷油嘴偶件不仅要确保设计和制造质量,还要针对有问题的喷油嘴进行及时更换。
对于同一船舶柴油机一定要根据具体要求选择同一组的喷油嘴偶件。
当个别缸柱塞偶件存在磨损时,密封性能会下降,导致供油量减少,因此要针对磨损严重的柱塞偶件进行检查,必要时要及时更换,重新安装的喷油泵各偶件要在试验台上进行调试校验。
对于齿条与轮齿磨损严重时,则要及时对其进行更换。
对于某缸出油阀弹簧弹力减弱导致的供油量减少的情况,需要将高压油管拆开,利用手摇油泵泵油,当柴油从出油阀螺母处冒出时,则表明弹簧弹力减弱,要及时对油阀弹簧进地更换。
当船舶柴油机正时齿轮磨损严重时会对各缸供油均匀度带来影响。
因此在船舶柴油机运行过程中,要对喷油泵的连接件、正时齿轮、凸轮轴和轴承等传动件进行检查和维护,一旦发现磨损严重或是间隙过大情况时,要及时对部件进行维修和更换,确保柴油机平稳的运行。
单缸柴油机常见故障及排除单缸柴油机是一种常见的柴油机型号,常用于农业机械、发电机、船舶等设备中。
在长时间使用过程中,单缸柴油机可能会出现一些常见故障,影响其正常运转。
本文将针对单缸柴油机常见故障进行分析,并提供相应的排除方法,以帮助用户更好地维护和保养单缸柴油机。
一、柴油机无法启动1. 燃油供应问题当单缸柴油机无法启动时,首先要检查燃油供应是否正常。
可能是燃油泵损坏、燃油管堵塞或者燃油箱中油量不足等原因导致燃油无法正常供应到喷油嘴。
解决方法是检查燃油系统,清理燃油管路,修理或更换燃油泵。
2. 空气滤清器堵塞如果空气滤清器堵塞,会导致空气供给不足,影响柴油机的启动。
解决方法是清理或更换空气滤清器。
3. 高压油泵故障高压油泵是柴油机启动的关键部件,如果高压油泵损坏,会导致柴油机无法启动。
解决方法是修理或更换高压油泵。
二、柴油机功率不足3. 气缸压力不足气缸压力不足可能是由于气缸密封不严或者气缸磨损导致。
解决方法是检查气缸密封情况,修理或更换密封件,如果气缸磨损严重,需要研磨或更换气缸套。
三、柴油机排气色彩异常1. 白烟排放白烟排放通常是由于柴油机燃烧不完全导致的。
可能是喷油嘴堵塞、进气系统漏气等原因引起的。
解决方法是清洗或更换喷油嘴,检查并修理进气系统漏气的部位。
四、柴油机油耗增加1. 柴油泄漏柴油泄漏会导致柴油机油耗增加,可能是柴油管路漏油、喷油器密封不严等原因引起的。
解决方法是检查柴油管路密封情况,修理或更换漏油部位的密封件。
2. 活塞环磨损活塞环磨损会导致柴油机机油被燃烧,造成油耗增加。
解决方法是修理或更换活塞环。
五、柴油机运转噪音过大1. 曲轴轴承磨损曲轴轴承磨损会导致柴油机运转时发出明显的金属摩擦声,解决方法是研磨或更换曲轴轴承。
在进行柴油机常见故障排除时,需要根据具体故障现象的表现进行仔细的分析,并结合相应的排除方法进行修理。
在排除故障时,要注意安全,避免发生意外。
定期对单缸柴油机进行检查和保养工作,可以有效地预防故障的发生,延长柴油机的使用寿命。
船舶机械设备维修保养环节的常见故障与排除措施船舶机械设备是船舶的重要组成部分,它们的正常运行对船舶的安全和航行效率具有至关重要的影响。
在船舶的日常运营中,机械设备往往会面临各种故障和问题,这就需要进行及时的维修和保养。
本文将重点介绍船舶机械设备维修保养环节中常见的故障和排除措施。
一、主机故障与排除措施1. 主机启动困难主机启动困难通常是由于电池电量不足、启动电机故障或者柴油机燃油系统问题引起的。
解决方法包括检查电池电量、清洁启动电机和检查燃油系统的供油情况。
2. 主机冷却系统故障主机冷却系统故障可能导致主机过热,进而影响船舶的正常航行。
此时需要检查冷却水管路是否堵塞、冷却水泵是否损坏以及冷却水阀门是否关闭。
3. 主机轴承故障主机的轴承故障可能会引起主机运转不稳定甚至停机。
解决方法包括检查轴承润滑情况、清洁轴承,并对轴承进行必要的维护和更换。
1. 发电机故障发电机在船舶上起着非常重要的作用,一旦发电机出现故障,会影响船舶的供电系统。
解决方法包括检查发电机的绝缘情况、转子和定子的绕组情况,以及发电机的冷却系统。
2. 压缩机故障压缩机是船舶上空气系统和冷却系统的重要设备,压缩机故障会导致这些系统的不正常运行。
解决方法包括检查压缩机的润滑情况、密封情况以及排气系统是否畅通。
3. 泵类设备故障船舶上的泵类设备如海水泵、油泵等也是辅助设备中的重要组成部分,一旦出现故障会直接影响到船舶的正常运行。
解决方法包括检查泵体是否有堵塞、轴承是否正常、密封情况以及润滑情况。
1. 管路堵塞管路堵塞通常是由于管道内积存的杂物或者沉积物过多引起的。
解决方法包括定期对管道进行清洗和排除积存的杂物以及加强管路的检查和维护。
2. 管路漏水管路漏水会导致船舶的装载液体泄漏,影响船舶的稳定性和安全性。
解决方法包括及时对漏水处进行修补以及加强管道的防腐蚀和检查工作。
1. 绝缘电阻过低电气系统的绝缘电阻过低会直接影响船舶电气设备的正常运行,甚至引发火灾等严重后果。
船舶柴油机的工作性能是否良好,会影响到船舶的劳动生产效率和船舶的运行质量,而且船舶的经济效益与安全行驶息息相关。
为避免船舶的经济损失与人员伤亡问题,技术人员必须定期诊断柴油机的运行情况,并加以维修,可以有效的提升柴油机的运行安全性,避免柴油机在运行的过程中突然发生安全事故,能够为柴油机的运行提供保障。
一、船用柴油机故障检测方法与故障分析1、柴油机故障检测方法1)热力参数分析法。
根据船用柴油机运行过程中产生的热力参数可以制定动态的图示,参数的变化程度就可以成为技术人员判断柴油机工作状态的依据,柴油机的参数因素有许多,如排气的温度、润滑油的温度等,这些参数反映出柴油机的工作状态,技术人员也可以通过参数的变化诊断柴油机出现的各类故障,所以热力参数分析法在船用柴油机故障检测中应用的程度较高。
2)磨粒检测分析。
在润滑油的油样和油品的化验中,都可以形成磨粒检测分析的体系,柴油机中的油品含铁量可以成为柴油机故障检测诊断的根据,如果柴油机的零件发生磨损,或者部件的工作状态失常,技术人员都可以通过磨粒检测分析的方法来判断故障的类型。
3)声振检测。
柴油机故障时发出的声音和振动的频率,技术人员可以将其统计为数据进行系统的分析,并判断出柴油机零件的故障状态。
在声振检测中,柴油机的运行并不会受到影响,而且技术人员得到的数据较为真实,近几年声振检测分析的方法也得到了巨大的发展。
4)油液分析法。
柴油机的润滑油中可能会存在微量的磨损粉末,技术人员将其提取出来进行检测,再利用化学理论可以分析润滑油的质量和状态,核心的内容主要是针对润滑油的污染情况及变质情况,也包含了机械磨损物的检测分析数据,这些数据可以反映出柴油机的运行状况。
5)人工检测分析。
柴油机在运行的过程中,会因为声音、气味及温度的现象出现变化而反映出故障的情况,技术人员通过对柴油机运行情况的观察就可以判断其是否具有故障,或者哪些地方存在故障。
人工检测分析的方法可以用于柴油机故障的初步检测,能够对柴油机的工作状态进行直观的判断的[1]。
船舶柴油机燃油系统常见故障分析及排除方法的研究摘要:柴油机在船舶实际生产中的应用日趋广泛,其中燃油系统被称为船舶柴油机的血脉和心脏,燃油系统的工作状况将对船舶柴油机的使用寿命和性能产生直接影响。
本文主要对船舶柴油机在实际运行过程中燃油系统的常见故障进行分析,并结合实际研究提出了相应的故障排除方法。
关键词:船舶柴油机燃油系统故障排除1 引言船舶柴油机为船舶提供电力和推进动力,所以也称为船舶的动力装置,它是保证船舶安全航行、作业和停泊,以及船员、旅客正常工作和生活所必需的动力机械设备。
船舶柴油机燃油系统故障将直接影响船舶航行安全,影响柴油机的动力性、经济性和可靠性。
燃油系统被称为船舶柴油机的血脉和心脏,燃油系统故障将直接影响船舶航行安全,对船舶柴油机的可靠性、动力性、经济性和使用寿命等性能产生重要影响。
燃油系统是被誉为船舶柴油机的血脉和心脏,而喷油泵就是燃油系统中最重要的组成部件——心脏,它的作用是使燃油由低压提升为高压,然后通过喷油器把燃油雾化,按船舶柴油机各缸发火次序定时、定量、均匀地喷入燃烧室内和空气混合形成可燃混合气,并燃烧做功。
喷油泵的结构相对复杂,柴油机的三对精密偶件:喷油嘴偶件、喷油泵出油阀偶件和喷油泵柱塞偶件都集中在喷油系统当中。
务必选择专用仪器调试调速器和喷油泵,调试好的调速器和喷油泵不能随便拆卸。
这是因为喷油泵的供油均匀性、供油规律和供油量大小将会对船舶柴油机的经济性、可靠性和动力性产生直接影响。
调速器性能的优劣也会对船舶柴油机工作灵敏性、可靠性和转速产生直接影响。
喷油器性能优劣直接影响燃油的雾化质量,而燃油的雾化质量又会影响燃料的燃烧效果;尽管喷油器的结构不是很复杂,但一定要经过专用检测仪进行检查和调试。
船舶柴油机燃油系统中的滤清器、输油泵、喷油器和高低压输送油管等组成部件的性能很重要,一定要特别注意保养,定期进行清洁和检查。
此外,喷油正时也非常重要,即使燃油系统各零部件性能良好,但喷油提前角不对也会对船舶柴油机的经济性、动力性和排烟情况产生直接影响。
在对船舶柴油机燃油系统进行故障诊断前,一定要对燃油系统方面的相关知识熟练掌握,针对船舶柴油机发生的故障与检测结果,进行综合分析研究,作出准确的判断,以最简捷有效、最科学合理的措施进行故障排除。
船舶柴油机在运行过程中发生各种故障,故障原因多样千变万化,英国柴油机工程师和用户协会曾作过专门的调查研究,研究结果显示,船舶柴油机的故障主要表现为燃油系统的故障,燃油系统故障占总故障的百分之六十以上,比例最大;而在造成船舶柴油机停机故障的各种原因中,燃油系统的故障所占比例也是最大的,约占总故障的百分之二十七。
因此,探讨和研究船舶柴油机燃油系统的故障分析及排除方法具有极为重要的现实意义。
2 常见船舶柴油机燃油系统的组成常见的多缸船舶柴油机的燃油系统主要组成部件:燃油箱、、输油泵、低压油路、喷油泵、高压油路、燃油滤清器、传感器、喷油器、电子控制单元等。
其中,低压油路燃油压力相对较低,它的主要目的是将燃油输送到喷油泵;高压油路燃油压力较高,它的主要作用是将燃油以高压通过喷油器后喷入燃烧室,经燃烧后产生的废气从船舶柴油机的排气管排出。
如图1所示。
图1 常见船舶柴油机燃油系统1——油箱;2——高压油泵;3——滤清器;4——传感器;5——电子控制单元;6——喷油器;7——限压阀;8——共轨管;9——压力传感器船舶柴油机燃油系统主要组成单元由燃油供给和调速两部分构成,工作时,输油泵从油箱吸取柴油,送至柴油滤清器,经滤去杂质后进入喷油泵。
柴油经过喷油泵作用后,压力被提高到10MPa以上,再根据柴油机的工作情况,改变喷油量,通过喷油器喷入气缸燃烧室内,并在很短时间内与压缩后的高温空气混合,形成可燃混合气。
由于输油泵的供油量比喷油泵供油量大很多(约为喷油泵标定工况下最大供油量的2~3倍),输油泵供应的多余柴油经喷油器回油管和限压阀(溢流阀)流回到输油泵进口或直接流回油箱。
调速系统通过一套与调速器相联接的机械传动机构直接移动喷油泵调节齿条来实现调节船舶柴油机转速,以防止船舶柴油机发生飞车事故。
当外负荷增加,柴油机转速过低时,调速器就利用操纵杆拉动喷油泵调节齿条向增加供油量方向移动,使喷油泵喷油量增加,从而提高转速;反之,则减少喷油量进而降低转速,最终达到稳定船舶柴油机转速的目的。
3 船舶柴油机燃油系统常见故障分析及排除方法船舶柴油机在日常工作中会发生各种各样的故障,引起故障发生的根源千变万化,我们必须从表面现象到本质原因进行探究、分析和查找,并最终确定导致故障的根本原因,排除故障。
当船舶柴油机在运行过程中发生故障时,轮机工程技术人员应保持沉着、冷静,结合工作实践经验和相关专业知识,仔细检查,及时对故障的特征进行认真分析,并透过现象看清本质故障,对故障产生的根源作出准确判断。
在实际工作中,应采取“观看”、“倾听”、“触摸”、“嗅闻”等综合方法确定船舶柴油机哪一个系统或哪一个部件发生了故障,然后“对症下药”,及时排除故障:“观察”:观察现象。
观察船舶柴油机排气烟色、各仪表的读数,以及油、水等温度、压力的变化情况;“倾听”:倾听声音。
用细长的螺丝刀或其它金属棒作为辅助工具,轻触船舶柴油机表面,诊断运动部件所产生的声音是否正常;“触摸”:触摸温度和振动情况。
依靠手掌感觉检查判断船舶柴油机运动部件、配气机构等的工作情况和船舶柴油机运转时振动情况;“嗅闻”:嗅闻气味。
依靠感官鼻子的嗅觉功能,辨别判断船舶柴油机各部位是否产生异常气味。
必要时,应配合拆检查找故障原因。
如图2所示。
图2 船舶柴油机燃油系统常见故障分析研究及排除故障方法3.1 各缸供油量不均匀故障分析及排除方法当船舶柴油机的各缸供油量不均匀,偏离一定范围(在标定工况下超过百分之三,部分负荷时超过百分之十,怠速工况超过百分之十五)时,船舶柴油机就会出现工作粗暴、运转不稳、缸内积炭、排气冒烟、油耗增加和功率降低等现象。
(1)个别缸喷油器的喷孔因积炭或磨损,导致喷孔面积缩小或扩大。
当喷孔面积缩小时,供油量则减少;喷孔面积扩大时,供油量增加。
要按要求定期清除喷油器、喷孔积炭。
喷油嘴等精密偶件具有很高的表面光洁度、严格的几何形状和严密的配合关系,正常使用寿命一般为2500h以上,但据调查,除制造质量和保管欠妥等原因之外,由于乱拆乱卸、清洗不当、装配调整不当、使用劣质燃油等原因,很少喷油嘴偶件使用寿命超过1500h,一般多在500h左右,有的甚至更短。
如检查发现,喷油嘴的精密偶件需要进行更换,必须清楚喷油嘴偶件在设计和制造过程中是按实际测量的流量值和技术精度误差段进行分组的,同一船舶柴油机一定要根据具体要求选取同一组的喷油嘴偶件,不能随意取用。
(2)各缸的柱塞偶件磨损程度会出现差别,个别缸的磨损相对较多,造成密封性能变差,导致该缸的供油量减少。
因此,出现各缸供油量不均匀时应对柱塞偶件进行密封性能检查,对磨损严重,已超过允许范围时,必须对偶件进行更换,待喷油泵各偶件重新安装后,应拿到试验台上进行调试校验,使喷油器的开启压力与标准喷油器要求的开启压力一致,以保证各缸供油量均匀。
(3)油量调节机构的齿条与轮齿之间、调节叉与柱塞调节臂之间,由于磨损程度不同会造成固定螺钉松动,配合位置出现改变,导致柱塞斜槽与回油孔相对位置发生不同的变化,造成柱塞的有效行程出现差异,导致各缸的供油量不均匀。
当齿条与轮齿磨损严重,配合间隙超过规定值要求时,应进行更换;当调节叉与柱塞调节臂磨损严重,配合间隙超过规定值要求时,也必须进行维护或更换处理,否则会出现喷油泵供油不均匀或断油时刻不一致,供油间隔角度不一致,导致柴油机运转不稳定。
(4)若某缸出油阀弹簧弹力减弱,会使该缸的出油阀开启压力降低;若某缸出油阀配合不严密,该缸供油量就会减少。
检查方法:先拆开高压油管,然后用手摇油泵泵油,如发现有柴油从出油阀螺母接头处冒出,可判断该缸出油阀弹簧弹力减弱或出油阀密封配合不严密。
(5)船舶柴油机正时齿轮直接驱动喷油泵,若正时齿轮出现磨损严重的现象,凸轮轴轴向间隙就会变大,导致联接花键或联轴节与凸轮轴轴承配合松动等原因,都会影响各缸的供油均匀度;在船舶柴油机运行过程中,应加强对喷油泵的联接件、正时齿轮、凸轮轴和轴承等传动件进行检查和维护,如出现磨损严重,间隙过大且超过允许值时,必须对该部件进行维理或更换,否则易造成船舶柴油机运转不平稳。
3.2 供油提前角不准确的故障分析及排除方法供油过迟(提前角过小),船舶柴油机易产生后燃,启动困难,燃烧不完全,排气冒烟,温度过高,功率不足;供油太早(提前角过大),船舶柴油机工作时会发生敲缸现象,工作粗暴,易损坏零件,也会导致船舶柴油机功率降低。
(1)喷油泵出油阀弹簧的弹力会影响出油阀启闭压力,弹力不足或过大,会导致喷油泵供油提前角增大或减小,改变出油阀的开启时间,从而影响喷油量。
检查出油阀弹簧的弹力,如弹力不足,应予以更换。
(2)出油阀偶件、柱塞偶件磨损严重,导致偶件配合间隙增大,造成船舶柴油机工作过程中柴油回漏严重,导致供油提前角变小,应更换磨损严重的出油阀偶件或柱塞偶件。
3.3 喷油泵安装不当的故障分析及排除方法(1)喷油泵被动盘错装半圈:这是一个针对采用十字形联轴器联接的喷油泵会出现的问题,由于安装不当,在安装被动盘时错装了半圈(180°),导致发生船舶柴油机无法正常启动和排气管无烟排出的故障;就算船舶柴油机在强力带动作用下着火,依然会发生排气管严重冒烟、声音异常现象,导致船舶柴油机无法正常工作。
发生这种情况时,应先把联轴器的联接螺钉拆下,然后将喷油泵凸轮转动半圈后重新正确安装,最后还要检查并调整好船舶柴油机喷油泵的供油正时。
(2)喷油泵半圆键安装不正确:这是针对采用法兰盘联接的喷油泵而言,当船舶柴油机发生供油正时不准确,导致发动机出现启动困难、水温过高和冒烟严重等异常现象时,原因大多是由于供油提前角自动调节器与供油正时齿轮和喷油泵凸轮轴之间的半圆键安装位置不对造成,这时可通过喷油泵法兰盘上的弧形孔无法进行有效调整,先拆下喷油泵,可看到半圆键上出现有较明显的压痕,然后重新进行正确安装即可。
3.4 船舶柴油机无法正常、回油管无回油的故障分析及排除方法(1)检查燃油管路接头是否松动,燃油系统中是否有空气。
若船舶柴油机燃油系统中有空气,应予以排除:拧松位于燃油滤清器和喷油泵上的专用放气螺钉,然后用手摇油泵连续进行泵油,待燃油系统中气泡冒尽,再拧紧专用放气螺钉重新进行泵油;当回油管路中有回油时,再将手摇油泵拧紧;最后,拧开位于高压油管上靠喷油器侧的螺母,用螺丝刀等工具撬起喷油泵内的柱塞弹簧座,待气泡冒尽后,再拧紧螺母并再撬动几下,按此方法逐缸进行检测,使每个喷油器均充满燃油。