A dízelmotorokat széles körben használják a modern hajókban. Jelenleg a főmotorként dízelmotoros hajók adják az összteljesítmény több mint 98%-át, és a dízelmotoros hajók összteljesítménye a teljes hajó-építési teljesítmény több mint 90%-át teszi ki.
A hajó teljesítményét biztosító dízel főmotor normál indítása szükséges feltétel a hajózás biztonságának biztosításához.
A sűrített-levegős indítási módszert széles körben alkalmazzák közepes-és nagy-méretű dízelmotorokban a nagy indítónyomaték, a gyors és egyenletes indítási folyamat, valamint a széleskörű alkalmazhatóság miatt.
Egy két{0}}motoros, egy-propellerű hajó dízel főhajtóművei hirtelen nem indultak el rendesen, ugyanakkor. Ez a cikk elemzi és elhárítja ezt az indítási hibát, remélve, hogy ihletet és segítséget nyújt a dízel főmotorok karbantartó és vezető személyzetének.
I. Hibajelenség
Amikor egy hajó indulni készült, miután a dízel főmotor befejezte az indítás előtti-előkészületeket, a legénység megnyomta a központi vezérlőkonzol "Start" gombját, de a dízelmotor nem forgott, és az indítás nem sikerült.
A tengerészmérnökök ezután megpróbálták beindítani a motort a helyi vezérlőkonzolról, de még mindig nem sikerült.
A hajó küldetésének teljesítése érdekében a tengerészmérnökök végül megpróbálták kézzel kinyitni a fő indítószelepet. Érezték, hogy a szokásosnál is megerőltetőbb, de a főmotor végül sikeresen beindult, és utána rendesen működött.
Miután a hajó visszatért, a tengerészmérnökök megpróbálták megtalálni az indítási hiba okát. Több kiindulási teszten keresztül a következő jelenségeket foglalták össze:
(1) Amikor megnyomták a "Start" gombot a központi vezérlőkonzolon és a helyi vezérlőkonzolon, a dízelmotor nem indult el.
(2) A "Start" gomb megnyomása után hallható volt az üzemanyag-elzáró szelep{1}}kapcsolásának hangja.
(3) Többszöri "átfújás" után, amikor a központi vezérlőkonzolon vagy a helyi vezérlőkonzolon megnyomták a "Start" gombot, a dízelmotor elindulhatott.
(4) A két dízel főmotor indítási jelensége azonos volt.
II. Kiindulási elv
Ennek a hajónak a dízel főmotorja sűrített-levegős indítórendszert használ, amely egy-soros beszívást és két{2}}soros tüzelésű indítási módszert alkalmaz. Az 1. ábra az indítórendszer diagramját mutatja.
1. ábra: Dízelmotor indítási rendszer diagramja
Az indítólevegő nyomása 1,2-3 MPa, a vezérlőlevegő nyomása 0,7 MPa. Mindkettőt az indítólevegő-palackba és a kontrolllevegő-palackba töltik, miután nyomáscsökkentő szelepen keresztül egy 4,7 MPa-s fő sűrítettlevegő-palackkal dekompressziót kaptak.
Amikor a dízelmotor beindul, az indító mágnesszelep feszültség alá kerül. Miután a vezérlőlevegő áthaladt a forgóhajtómű reteszelő szelepén, két útra oszlik:
Az egyik út az irányítószelephez vezet, amely elzárja az üzemanyag-elzáró szelepet{0}}, és kinyitja a fűtőolaj-kört.
A másik út a fő indítószelephez vezet, kinyitja a fő indítószelepet és kinyitja az indító levegő kört.
Miután áthaladt a fő indítószelepen, az indító levegő három útra oszlik:
Az egyik út a B-hengerhengerekre szerelt indítószelephez vezet. A hengerindító szelep nyitása után a levegő belép a hengerbe.
Az egyik út a levegőelosztóhoz vezet, majd a dízelmotor begyújtási sorrendjének megfelelően sorban eléri a hengerindító szelepeket, hogy kinyissa azokat.
Egy másik út a kormányzó szervó indításához vezet.
Az indítólevegő gyújtási sorrendben lép be a B- hengerekbe, nyomja a dugattyúkat, és forgásra készteti a főtengelyt. Amikor a dízelmotor fordulatszáma eléri az 1-es indítási fordulatszámot, a szabályozó megkapja a fordulatszám (fojtószelep) beállító jelet, gyorsan megnöveli az 1 indítófojtószelep üzemanyag-ellátását, majd a fordulatszámnak megfelelően állítja a fojtószelepet, amíg a dízelmotor stabil működési állapotba nem kerül. Az indítási sebesség és a fojtószelep közötti kapcsolat diagramja az indítási folyamat során a 2. ábrán látható.
2. ábra: Az indítási sebesség és a fojtószelep kapcsolati diagramja az indítási folyamat során
III. A hiba okának elemzése és hibaelhárítása
A dízelmotor alapvető működési elve és indítási elve szerint ennek a dízelmotornak az indítási folyamata elsősorban az üzemanyag-ellátó rendszert, a szívó- és kipufogórendszert, a sebességszabályozó rendszert, a felügyeleti és biztonsági rendszert, valamint a sűrítettlevegő-rendszert foglalja magában.
A „könnyűtől a nehézig, felszínről befelé” hibaelemzési elvet követve, a hajómérnökök által az indulási tesztek során összefoglalt jelenségek alapján szűkül a hibaelhárítás köre.
1. Előzetes elemzés
A dízelmotor nem indult el a vezérlési módban (a központi vezérlőkonzolon vagy a helyi vezérlőkonzolon a "Start" gomb megnyomásával), de a fő indítószelep kézi kinyitásával beindult. Sőt, a dízelmotor a sikeres indítás után normálisan működött, jelezve, hogy a hengerindító szelepek, az üzemanyag-ellátó rendszer, a szívó- és kipufogórendszer, valamint a dízelmotor fordulatszám-szabályozó rendszere megfelelően működött.
Érdemes megjegyezni, hogy még akkor is, ha a dízelmotor nem indul el, olyan hibajelenségek esetén, mint például a dízelmotor nem forog, vagy nem éri el az 1-es indítási fordulatszámot, a fordulatszám-szabályozó rendszer és az üzemanyag-ellátó rendszer még nem vett részt a munkában, és először más rendszerek hibáit kell figyelembe venni.
Indítás közben az üzemanyag-elzáró szelep normálisan tudott kapcsolni, és a vezérlő- és biztonsági rendszerben a forgómű reteszelő szelepe nem gyulladt ki, ami azt jelzi, hogy az indító mágnesszelep és a forgómű reteszelő szelepe a vezérlőlevegő-körben megfelelően működik, és a vezérlőlevegő elérheti a fő indítószelepet.
Mivel a dízelmotor be tud indulni a fő indítószelep kézi kinyitásával, úgy vélik, hogy a fő indítószelepben lehet hibapont.
2. A fő indítószelep hibaelhárítása
(1) Felépítés és működési elv
Ennek a dízel főmotornak a fő indítószelepe a forgattyúház mellé van felszerelve, amint az a 3. ábrán látható, felépítése pedig a 4. ábrán látható. A fő alkatrészek a következők: a felső blokk, a dugattyú, a vezetőrugó, a biztonsági szelep, a főrugó, a főszelep, a szelepülék és a szeleptest.
3. ábra: Fő indítószelep
4. ábra: A fő indítószelep felépítése
A vezérlőlevegő csatlakoztatása után a dugattyú lefelé mozgatja a biztonsági szelepet. A fő indítólevegő a szeleptestben a tehermentesítő nyíláson keresztül kapcsolódik a külső légkörhöz, és a nyomás gyorsan csökken. Ennek eredményeként a főszelep külső oldalán ható függőleges nyomás le tudja győzni a belső oldalra ható függőleges nyomás eredő erejét és a főrugó rugalmas erejét, aminek következtében a főszelep felfelé tud emelkedni, így a fő indítószelep kinyílik.
A folyamat során a vezérlőlevegő dugattyúra ható erejének képesnek kell lennie legyőzni a vezetőrugó rugalmas erejét és a nyomáscsökkentő szelepre ható felfelé irányuló gáznyomást. A dugattyú erőállapotát a (2) képlet mutatja.
Ha a fő indítószelepet kézzel nyitják ki, a felső blokkra a tárcsa forgatásával kifejtett lefelé irányuló nyomás helyettesíti a vezérlőlevegő erejét, és a biztonsági szelep lefelé mozog.
F_dugattyú, vezérlőlevegő > F_lefúvó szelep, indítólevegő + T_vezetőrugó (2)
(2) A lehetséges hibaokok elemzése
A fő indítószelep működési elve alapján látható, hogy a fő indítószelep nyitásának kulcsa a túlnyomásszelep normál nyitásában rejlik. Ezért az elemzést a (2) képlet alapján a következő három szempont alapján végezzük:
1) Elégtelen szabályozási levegőnyomás, ami kis lefelé irányuló nyomást eredményez a dugattyúra.
A vezérlőlevegő-csővezetékben lévő szivárgási helyek vagy a vezérlőlevegő-csatlakozó eltömődése miatt a fő indítószelepbe belépő vezérlőlevegő nyomása alacsony lesz.
2) Megnövekedett ellenállás a biztonsági szelep lefelé irányuló mozgásával szemben.
A nyomáscsökkentő szelep és a vezetőpersely közötti rossz kenés, vagy a nyomáscsökkentő szelep vagy a vezetőpersely nedves levegő miatti rozsdásodása miatt a nyomáscsökkentő szelep mozgása elakad, súlyos esetben akár teljesen be is szorulhat.
Érdemes megjegyezni, hogy ha az indító légnyomás túl magas, akkor a biztonsági szelep lefelé irányuló mozgásával szembeni ellenállás is jelentősen megnő.
3) A vezetőrugó összenyomásának nehézségei.
A vezetőrugó fémből készült. A nedves levegő miatti rozsdásodás miatt a rozsdatermékek akadályozzák a rugó normál összenyomódását. A túlzott ciklikus tömörítés mikro-repedéseket okozhat, növelve a tömörítéshez szükséges erőt.
Ezenkívül a rugó nem megfelelő felszerelése interferenciát okozhat a környező alkatrészekben, akadályozva a rugó összenyomódását.
(3) Szétszerelés és ellenőrzés
A fő indítószelep külső ellenőrzése és szétszerelése után, hogy ellenőrizze a nyomáscsökkentő szelepet és a vezetőrugót, a következőket találtuk:
1) A vezérlőlevegő vezeték csatlakozásai normálisak voltak, szivárgás nélkül, és a vezérlőlevegő csatlakozója nem volt blokkolva.
2) A nyomáscsökkentő szelep rugalmasan tudott mozogni a vezetőperselyben, és a vezetőrugónak nem volt nyilvánvaló rozsdája és nem voltak nyilvánvaló repedések a felületen.
3) A kontroll légpalack nyomása normális volt, de a fő indítólevegős palack nyomása meghaladta a 3 MPa-t, ahogy az 5. ábrán látható.
5. ábra: Indító légnyomásmérő
A fő indítólevegő magas nyomása pontosan az oka annak, hogy a hajómérnökök megerőltetőnek érezték magukat a fő indítószelep kinyitásakor.
Mivel mind a vezérlőlevegőt, mind a fő indítólevegőt a fő sűrítettlevegős palackból 4,7 MPa nyomású levegőnek a nyomáscsökkentő szelepen keresztül történő dekompressziójával nyerik, a hibapont alapvetően nyomáscsökkentő szelepként van rögzítve.
3. A nyomáscsökkentő szelep-hibaelhárítása
(1) Felépítés és működési elv
A nyomás{0}}csökkentő szelep modellje Q/HFJM-20A. A fizikai objektum a 6. ábrán látható, és egy vezérlőszelepre és egy fő nyomáscsökkentő szelepre van felosztva. A belső szerkezet a 7. ábrán látható.
6. ábra: Q/HFJM-20A nyomáscsökkentő szelep
7. ábra: A Q/HFJM-20A vezérlőszelep (felső) és főszelep (alsó) belső felépítése
A vezérlőszelep főként egy beállító burkolatból, egy beállító rugóból és egy beállító csavarból áll. A fő nyomáscsökkentő szelep-fő alkatrészei: egy dugattyú, egy főszeleptárcsa és egy visszatérő rugó.
Amikor a vezérlőszelep beállító burkolata kiindulási helyzetben van, a vezérlőszelep állítórugója nincs nyomás alatt, a vezérlőszelep nincs kinyitva, a nyomás a főnyomás-csökkentő szelep dugattyújának felső és alsó kamrájában kiegyensúlyozott, és a főszeleptárcsa a visszatérő rugó nyomása alatt lezárja a fő szelepjáratot.
Ha a vezérlőszelep állítófedelét az óramutató járásával megegyező irányba forgatjuk, a beállítórugó összenyomódik, és kinyitja a vezérlőszelep tárcsáját. A vezérlőszelep által kibocsátott nyomott levegő belép a dugattyú felső kamrájába. A dugattyú függőleges lefelé irányuló nyomásnak van kitéve, legyőzi a visszatérő rugó rugalmas erejét, és lefelé mozog. Ezzel egyidejűleg a tolórúd lefelé mozog, és kinyitja a fő szeleptárcsát. Ezután a PN1 nagynyomású levegőforrás belép a kimeneti kamrába, és létrehozza a PN2 kimeneti nyomást.
Ezzel egyidejűleg a kimeneti kamrában lévő túlnyomásos levegő belép a dugattyú alsó kamrájába, és a dugattyú alsó részére hat, és ellensúlyozza a dugattyú felső részének nyomását. A főszeleptárcsa nyitása addig csökken, amíg el nem éri az egyensúlyt.
(2) A lehetséges hibaokok elemzése
Ennek a nyomáscsökkentő szelepnek a működési elvéből{0}} látható, hogy a kimeneti nyomás a fő szeleptárcsa nyitásától függ. Minél nagyobb a nyílás, annál nagyobb a kimeneti nyomás.
A vezérlőszelep vezérlő szerepet tölt be, a fő nyomás{0}}csökkentő szelep pedig önkompenzáló visszacsatoló funkcióval rendelkezik. Ezért az elemzést a következő két szempont alapján végezzük:
1) A vezérlőszelep rendellenes beállítási értéke.
Ha a vezérlőszelep beállító fedelét véletlenül meghúzzák, növelve az állítórugó előnyomását-, vagy ha a beállítórugó elöregedett vagy deformálódott, a vezérlőszelep kimeneti nyomása megnő, ami befolyásolja a főszelep kimeneti nyomását.
2) A főszelep rendellenes működése.
Az olyan problémák, mint a visszatérő rugó rugalmassági modulusának csökkenése, a dugattyú elakadása lefelé mozgás után, a fő szeleptárcsa és a szelepülék közötti tömítőfelület sérülése, vagy a dugattyú alsó kamrájában lévő nyomás{0}}vezető furat eltömődése, mind azt okozzák, hogy a fő szeleptárcsa nyílása nagyobb lesz, mint az eredeti egyensúlyi helyzet.
(3) Hibaelhárítás
A vezérlőszelepet és a nyomáscsökkentő szelep{0}}főszelepét szétszerelték. Az állítórugót és a visszatérő rugót szemrevételezéssel ellenőrizték, és rugalmas erőiket tesztelték. Ugyanakkor gondosan ellenőrizték a dugattyúmozgás rugalmasságát és a főszeleptárcsa tömítőfelületét. Megállapították, hogy a vezérlőszelep beállító rugója elöregedett.
Az állítórugó cseréje után a vezérlőszelep állítófedelét úgy állítottuk be, hogy a kimeneti nyomás 3 MPa legyen. A dízelmotor újraindítását a helyi és a központi vezérlőkonzolokon tesztelték, és a dízelmotor normálisan indulhatott.
A tengerészmérnökök az indítási tesztek során megállapították, hogy a dízelmotort a vezérlési móddal több „átfújás”{0}}művelet után is be lehet indítani. Valójában ennek az az oka, hogy az „átfúvás{2}}elhasználta a sűrített levegőt. Miután a fő indítólevegő nyomása csökkent, a vezérlőlevegő ismét kinyithatta a fő indító szelepet.
IV. Következtetés
Ez a cikk részletes elemzést és hibaelhárítást végez a hajók dízel főmotorjának rendellenes indításakor. Az eredmények azt mutatják, hogy a sűrítettlevegő-rendszerben a nyomáscsökkentő szelep-vezérlőszelepe állítórugójának elöregedése, ami miatt a fő indítólevegő nyomása túl magas, a hiba oka.
Három javaslatot terjesztenek elő a tengerészeti vezetők számára:
Először is javítsa a napi karbantartás szabványosítását, és szigorúan tartsa karban és szervizelje az egyes alkatrészeket és rendszereket a műszaki kézikönyvek és utasítások szerint.
Másodszor, erősítse meg a fő alkotóelemek belső struktúráinak és konkrét működési elveinek megismerését és megértését, ami segít gyorsan meghatározni a hibahelyet.
Harmadszor, ne csak a főmotorra koncentráljon, hanem a segédrendszerek hatására is a gép megbízhatóságára.