1、故障表征
一次柴油機(jī)日常運(yùn)行維護(hù)操作申,對某柴油機(jī)潤滑油系統(tǒng)、燃袖系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和起動(dòng)系統(tǒng)等進(jìn)行檢查準(zhǔn)備;用機(jī)旁操縱手輪對柴油機(jī)進(jìn)行起動(dòng)、調(diào)速、停車及換向操作測試正常,備車程序結(jié)束后交給駕駛室操縱。柴袖機(jī)運(yùn)行約lOmin后,換向操作時(shí)突然停車,運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警提示換向操作失敗,于是再次起動(dòng)柴油機(jī),但未能成功,監(jiān)控系統(tǒng)顯示操縱系統(tǒng)故障。隨后在機(jī)艙用操縱手輪操作柴油機(jī),發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)起動(dòng)和換向時(shí),需要先將操縱手輪置于順車或倒車的位置,用手推動(dòng)起動(dòng)輔助手柄向順車或倒車方向偏轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn);柴油機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)后,則可由操縱手輪完成調(diào)速與停車指令的操作。
該柴油機(jī)為8320CZ型柴油機(jī),有關(guān)參數(shù)如下:額定轉(zhuǎn)速428Mmin;活塞行程480mm;額定功率97OkW(132Ohp);壓縮空氣起動(dòng)可逆轉(zhuǎn)直列式四沖程柴油機(jī)。機(jī)艙集中監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)采用FCS現(xiàn)場總線系統(tǒng)與雙機(jī)冗余設(shè)計(jì),自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)使用OPC體系C/S應(yīng)用模式和分布式控制系統(tǒng),監(jiān)控軟件的操作平臺(tái)為Windowsxp操作系統(tǒng),監(jiān)控軟件為ForceControl6•0實(shí)時(shí)應(yīng)用軟件。
2、故障檢修
柴油機(jī)操縱系統(tǒng)狀態(tài)正常良好時(shí),對柴油機(jī)操作既可通過安裝在機(jī)旁的操縱手輪完成,也可以由集控室遙控操作實(shí)現(xiàn)。柴油機(jī)出現(xiàn)這種操縱故障很大程度上影響著機(jī)器的使用性能和安全系數(shù),對此,必須對柴油機(jī)故障原因作進(jìn)一步分析檢查。
按照柴油機(jī)操縱手輪過程控制,在系統(tǒng)正常前提下如果凸輪軸在順車位置,當(dāng)操縱手輪轉(zhuǎn)動(dòng)至順車運(yùn)轉(zhuǎn)位置順車起動(dòng)(當(dāng)凸輪軸在倒車位置時(shí)開順車為換向)時(shí),放氣凸輪動(dòng)作使順車滑閥關(guān)閉;停車斷油凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)迸油調(diào)節(jié)桿開始工作,擺式凸輪旋轉(zhuǎn)讓順車控制閥開啟,完成以上聯(lián)鎖操作后,壓縮空氣經(jīng)控制閥門、管道流至減壓閥,減壓出來的低壓空氣其中一路將流向伺服器的左端,推動(dòng)柱塞使下軸朝逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)的伺服器右端空氣經(jīng)控制閥至倒車放氣滑閥排入大氣,從而帶動(dòng)起動(dòng)輔助手柄同方向偏轉(zhuǎn)。
由故障過程現(xiàn)象反饋得知,通過操縱手輪和起動(dòng)輔助手柄的配合操作能夠完成柴油機(jī)操縱手輪的控制功能,初步判斷故障是由于操縱手輪執(zhí)行氣路上的閥件動(dòng)作失常引起的?梢詫z修范圍確定在操縱箱上軸所控制的lOk起/cm'壓力氣體的執(zhí)行氣路部分與控制閥后的機(jī)械執(zhí)行閥件部分。
從對柴油機(jī)的檢修維護(hù)理念出發(fā),對壓縮空氣鋼瓶截止閥、主起動(dòng)閥、伺服器和控制閥進(jìn)行解體檢修,清洗、吹凈、加清潔潤滑油后原樣裝復(fù)。隨后拆下主起動(dòng)閥上的壓力表,在原壓力表接頭處直接用高壓氣管與控制閥執(zhí)行氣路出口連接,將壓縮空氣輸出壓力控制在lOk史cm',順、倒車轉(zhuǎn)動(dòng)操縱手輪試驗(yàn),起動(dòng)輔助手柄能正常偏轉(zhuǎn),進(jìn)一步確定故障是由執(zhí)行氣路方面的問題引起的。因而,對柴油機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)申氣路元件空氣過濾器進(jìn)行清潔、閥門研磨等處理。在檢測指示執(zhí)行氣路上壓力表準(zhǔn)確性時(shí),發(fā)現(xiàn)壓力表讀數(shù)誤差過大,換用規(guī)格相近的壓力表測得柴油機(jī)起動(dòng)時(shí)壓力為6k趙cm',與8320CZ柴油機(jī)起動(dòng)空氣壓力為lOk趙cm'的要求相差較大。用外接壓力表對進(jìn)入減壓閥前的壓縮空氣進(jìn)行壓力測量,壓力讀數(shù)與空氣瓶內(nèi)的壓力相近。將壓縮空氣減壓閥(圖1)拆下解體檢查:閥體外觀完整,調(diào)壓彈簧彈力明顯不夠,薄膜片變形且取出后幾乎無法裝復(fù),減壓活]元件損壞,其余元件均完好。更換減壓閥彈簧、薄膜片和減壓活門元件后將減壓閥原位置安裝。用操縱手輪起動(dòng)柴油機(jī),起動(dòng)輔助手柄偏轉(zhuǎn)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng),接著很快起動(dòng)輔助手柄回中復(fù)位,柴油機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),這里關(guān)聯(lián)著另外一個(gè)故障。
維修中期碰到這種情況,大多數(shù)是由于柴油機(jī)的某一系統(tǒng)出現(xiàn)司題所致。于是更換日用油柜的燃油并對油質(zhì)油品油壓和系統(tǒng)管道上的閥門進(jìn)行全面徹底的排查;重新檢查各個(gè)系統(tǒng),確認(rèn)正確后,再次用操縱手輪起動(dòng)柴油機(jī),故障依九通過試驗(yàn)測算起動(dòng)輔助手柄偏轉(zhuǎn)、回中時(shí)同約為2-35,倘若在起動(dòng)輔助手柄回中前用外力推住它并保持4-65,柴油機(jī)能夠發(fā)火起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此,從控制起動(dòng)輔助手柄行程時(shí)司角度考慮,旋迸延時(shí)放氣閥調(diào)節(jié)螺釘1/2圈(如圖2),順車操作操縱手輪,柴油機(jī)成功起動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)。停車后又用操縱手輪對柴油機(jī)進(jìn)行換向、倒車起動(dòng)、凋速及停車等系統(tǒng)操作時(shí),動(dòng)作執(zhí)行靈活正常,至此操縱手輪操作功能已完全恢復(fù),故障得到排除。
3、故障成因分析
首先,壓縮空氣系統(tǒng)中的水分會(huì)在氣瓶/管道系統(tǒng)、空氣濾網(wǎng)和減壓閥等元件上析出,使金屬閥件運(yùn)動(dòng)表面生銹,增加了工作阻力;系統(tǒng)中的油污雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致管徑有效流通截面積變小甚至堵塞,致使柴油機(jī)因?yàn)闆]有足夠的起動(dòng)力矩、轉(zhuǎn)速而不能發(fā)火起動(dòng)。其次,減壓閥元件損壞,降低了減壓閥出口壓縮空氣的壓力和流量,使之不能克服推動(dòng)伺服器小活塞的彈簧張力,去轉(zhuǎn)動(dòng)下軸及起動(dòng)輔助手柄,迸而不能完成柴油機(jī)起動(dòng)、換向操作,上述兩者是引起操縱手輪操作失靈故障的關(guān)鍵所在。另外,延時(shí)放氣閥調(diào)整不恰當(dāng),會(huì)使柴油機(jī)雖然能轉(zhuǎn)動(dòng)但不能維持運(yùn)轉(zhuǎn)。
4、改進(jìn)措施
柴油機(jī)維修后投人正常使用大約一個(gè)星期,壓縮空氣減壓閥薄膜片變形穿孔引起類似上次檢修前的操縱故障。根據(jù)這段時(shí)間對故障檢修過程和形成原因分析,對柴油機(jī)操縱系統(tǒng)的控制執(zhí)行氣路閥件,提出以下改進(jìn)實(shí)施方案。
(1)壓縮空氣系統(tǒng)管路上的濾網(wǎng)、閥件等應(yīng)使用防銹材料,前后并聯(lián)安裝優(yōu)質(zhì)截止閥、壓力表,并定期排放壓縮空氣瓶內(nèi)積水,盡可能減少水分對金屬部件的影響。
(2)減壓閥控制系統(tǒng)采用冗余設(shè)計(jì),優(yōu)先選用并聯(lián)雙回路方案,必要時(shí)使用雙級(jí)混合式減壓閥。如果要在原減壓閥上改動(dòng),可先對減壓活門座進(jìn)行改良,加工成錐形接觸,然后按實(shí)際需要制作裝設(shè)有調(diào)節(jié)閥和單向閥的銅管或防油耐高壓軟管,分別接在減壓閥接高壓表與接控制閥處,以更好地適應(yīng)用氣量的變化。
(3)在柴油機(jī)上加裝控制執(zhí)行氣路監(jiān)控裝置和相應(yīng)的軟件系統(tǒng)。
柴油機(jī)通過以上改迸完善和檢修維護(hù)后,操縱控制、動(dòng)作執(zhí)行和運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)狀態(tài)正常良好,沒有再出現(xiàn)類似的故障。
5、結(jié)語
柴油機(jī)作為船舶的心臟,其運(yùn)行性能直接影響著船舶的安全航行。在使用過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守各項(xiàng)操作規(guī)程,以認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度履行柴油機(jī)日常維護(hù)、技術(shù)保養(yǎng)制度,預(yù)防和減少故障的發(fā)生。為了達(dá)到優(yōu)質(zhì)高效維修管理目的,輪機(jī)人員要熟練掌握設(shè)備各種突發(fā)故障的應(yīng)對排除方法,提高搶修效率,確保設(shè)備盡快恢復(fù)正常運(yùn)行。