柴油機(jī)啟動(dòng)換向失靈的排除方法

[摘要]文章針對(duì)8320CZ柴油機(jī)在啟動(dòng)、換向操作過程中出現(xiàn)的失靈現(xiàn)象進(jìn)行成因分析。通過檢修系統(tǒng)執(zhí)行元件排除故障。并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

[美鍵詞]柴油機(jī)；啟動(dòng)；換向；失靈；排除

[作者簡(jiǎn)介]鐘妙清，廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院輪機(jī)管理助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向：船舶輪機(jī)管理與制冷空調(diào)設(shè)備自動(dòng)化，廣東廣州。510800

[中圖分類號(hào)]U464

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1007-7723(2009)05-0052-0002

一、故障分析

(一)分析思路

1，故障確診：通過查看輪機(jī)日志或柴油機(jī)運(yùn)行記錄，了解故障發(fā)生時(shí)的使用環(huán)境、現(xiàn)象部位、狀態(tài)過程，大致確定柴油機(jī)故障發(fā)生的系統(tǒng)與性質(zhì)。

2，選用維修方案：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和故障信息，確定維修項(xiàng)目、內(nèi)容，制定出實(shí)效修理計(jì)劃方案及維修進(jìn)程表，填寫柴油機(jī)修理項(xiàng)目單。

3，準(zhǔn)備工量具和材料：詳細(xì)考慮和預(yù)見柴油機(jī)維修過程細(xì)節(jié)和突發(fā)情況等因素，將維修時(shí)需要的工量具和材料準(zhǔn)備充分。

(二)分析方法

1，分析法。根據(jù)柴油機(jī)故障表征情況、故障發(fā)生的時(shí)間和過程，對(duì)柴油機(jī)各系統(tǒng)進(jìn)行綜合考慮，檢測(cè)元件有無破損、變形、變色和異味，分析故障形成原因，縮小維修范圍。

2，篩選法。根據(jù)故障排查結(jié)果，結(jié)合柴油機(jī)操作控制流程和故障后的反饋信息，對(duì)有可能引起故障的各種條件因素認(rèn)真篩選，找出引起故障的前因后果，確定維修零部件。

3，比較法。對(duì)于檢查、判斷或維修有困難的零部件，在檢修時(shí)可用規(guī)格型號(hào)相同的新備件替換后確定，以提高維修效率。

二、故障排除過程

現(xiàn)在以8320CZ柴油機(jī)使用管理過程中遇到的操縱故障為例，闡述故障的分析與排除過程。有關(guān)參數(shù)如下：額定轉(zhuǎn)速428轉(zhuǎn)，分；活塞行程480毫米；額定馬力1320匹，壓縮空氣啟動(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(chǎng)總線系統(tǒng)與雙機(jī)冗余設(shè)計(jì)，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)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Windows xp操作系統(tǒng)，監(jiān)控軟件為Force Control 6，0實(shí)時(shí)應(yīng)用軟件。

(一)故障表征

一次柴油機(jī)日常運(yùn)行維護(hù)操作中，在對(duì)柴油機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和啟動(dòng)系統(tǒng)等進(jìn)行檢查準(zhǔn)備，后用機(jī)旁操縱手輪對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)、調(diào)速、停車及換向操作測(cè)試正常，備車程序結(jié)束后交給駕駛室操縱。柴油機(jī)運(yùn)行約10分鐘后換向操作時(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，于是再次啟動(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)啟動(dòng)和換向時(shí)需要事先將操縱手輪置于順車或倒車的位置，用手推動(dòng)啟動(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)啟動(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。

(二)故障檢修

柴油機(jī)操縱系統(tǒng)狀態(tài)正常良好時(shí)，對(duì)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)這種操縱故障后很大程度上影響著機(jī)器的使用性能和安全系數(shù)，為此對(duì)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)位置順車啟動(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)進(jìn)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，完成以上連鎖操作后，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人大氣，從而帶動(dòng)啟動(dòng)輔助手柄同方向偏轉(zhuǎn)。由故障過程現(xiàn)象反饋得知，通過操縱手輪和啟動(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，初步判斷為：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。修理時(shí)應(yīng)該可以將檢修范圍確定在操縱箱上軸所控制的10kgf/cm2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(duì)柴油機(jī)的檢修維護(hù)理念出發(fā)，對(duì)壓縮空氣鋼瓶截止閥、主啟動(dòng)閥、伺服器和控制閥進(jìn)行解體檢修，清洗吹凈加清潔潤(rùn)滑油后原樣裝復(fù)。隨后拆下主啟動(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10kgf/cm2，順、倒車轉(zhuǎn)動(dòng)操縱手輪試驗(yàn)，啟動(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(duì)柴油機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)中氣路元件空氣過濾器清潔、閥門研磨等處理。在檢測(cè)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(cè)得柴油機(jī)啟動(dòng)時(shí)壓力為6kgf/cm2，與8320cz柴油機(jī)啟動(dòng)空氣壓力為10kgf/cm2的要求相差較大。用外接壓力表對(duì)進(jìn)入減壓閥前的壓縮空氣壓力測(cè)量，壓力讀數(shù)與空氣瓶?jī)?nèi)的壓力相近，于是便將壓縮空氣減壓閥(如圖1)從柴油機(jī)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)，減壓活門元件損壞，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，用操縱手輪啟動(dòng)柴油機(jī)，啟動(dòng)輔助手柄偏轉(zhuǎn)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，接著很快啟動(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。

(三)新故障的處理

維修中期碰到這種情況，大多數(shù)是由于柴油機(jī)系統(tǒng)的某一系統(tǒng)出現(xiàn)問題所致，于是更換日用油柜的燃油并對(duì)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，接下來重新檢查各個(gè)系統(tǒng)，確認(rèn)正確后再次用操縱手輪啟動(dòng)，柴油機(jī)故障依舊。通過試驗(yàn)測(cè)算啟動(dòng)輔助手柄偏轉(zhuǎn)、回中時(shí)間約為2—3秒，倘若在啟動(dòng)輔助手柄回中前用外力推住它并保持4—6秒，柴油機(jī)能夠發(fā)火啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，從控制啟動(dòng)輔助手柄行程時(shí)間角度考慮，旋進(jìn)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，這回柴油機(jī)成功啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)。停車后又用操縱手輪對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行換向、倒車啟動(dòng)、調(diào)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復(fù)原，柴油機(jī)操縱手輪操作故障得到排除。

(四)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)讓管徑有效流通截面積變小甚至堵塞，致使柴油機(jī)因?yàn)闆]有足夠的啟動(dòng)力矩、轉(zhuǎn)速而不能發(fā)火啟動(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)下軸及啟動(dòng)輔助手柄，進(jìn)而不能完成使柴油機(jī)啟動(dòng)、換向操作。這是引起操縱手輪操作失靈故障的關(guān)鍵所在。另外，柴油機(jī)技術(shù)保養(yǎng)制度不完善或執(zhí)行不徹底，是不可忽視的主要原因。在對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行維護(hù)管理時(shí)，必須根據(jù)柴油機(jī)具體使用條件和環(huán)境，認(rèn)真執(zhí)行柴油機(jī)的日常維護(hù)和各級(jí)技術(shù)保養(yǎng)。還有，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)。其原因可能是：

1，延時(shí)放氣閥運(yùn)動(dòng)零部件受阻甚至推不動(dòng)，必須拆檢清洗延時(shí)放氣閥，加潤(rùn)滑油使其恢復(fù)正常。

2，延時(shí)放氣閥調(diào)節(jié)螺釘開度不適合，需要適當(dāng)旋進(jìn)或旋出調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整開度，使柴油機(jī)啟動(dòng)時(shí)間在6～1O秒鐘之內(nèi)。

三、改進(jìn)措施

柴油機(jī)維修后投入正常使用大約一個(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(duì)故障檢修過程和形成原因分析，對(duì)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。

一是壓縮空氣系統(tǒng)管路上的濾網(wǎng)、閥件等使用防銹材料，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?jī)?nèi)積水，盡可能減少水分對(duì)金屬部件的影響。

二是減壓閥控制系統(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(duì)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。

三是在柴油機(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)通過改進(jìn)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)與維修前相似的故障。

四、結(jié)語

柴油機(jī)作為船舶的心臟是推動(dòng)船舶螺旋槳裝置的唯一動(dòng)力，其運(yùn)行性能直接影響著船舶船員的人身財(cái)產(chǎn)安全和營運(yùn)經(jīng)濟(jì)效益，在使用過程中應(yīng)該嚴(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)職責(zé)，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(duì)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。