ด้วยความก้าวหน้าของการให้ข้อมูลเรือกำลังเปลี่ยนจากการสนับสนุนการบริการการขนส่งแบบดั้งเดิมไปสู่การดำเนินงานมือถือร่วมกัน สิ่งนี้ทำให้เกิดความต้องการใหม่เกี่ยวกับประสิทธิภาพทางเทคนิคของสมาชิกลูกเรือและอุปกรณ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อกำหนดที่สูงขึ้นในการบำรุงรักษาและการดำเนินการทดแทนของชิ้นส่วนเครื่องยนต์ดีเซลเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของความคล่องแคล่วของเรือ
ในหลักการของการซ่อมแซมฉุกเฉินมันเป็นเรื่องยากที่จะรวมมืออาชีพกับสมาชิกลูกเรือในความเป็นจริง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องปลูกฝังสมาชิกลูกเรือให้เป็นมืออาชีพและให้ความสำคัญกับการบำรุงรักษาและซ่อมแซมเครื่องยนต์ดีเซลเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและคุณภาพของการซ่อมแซมและเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าของเรือ
เทอร์โบชาร์จไอเสียมักใช้ในเครื่องยนต์ดีเซลทางทะเล ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาความน่าจะเป็นของปัญหาและความผิดปกติของเทอร์โบชาร์จเจอร์ในเครื่องยนต์ดีเซลทางทะเลเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
ดังนั้นจึงจำเป็นต้องวิเคราะห์และศึกษาการใช้เทอร์โบชาร์จเจอร์กำหนดความผิดพลาดหลักที่อาจเกิดขึ้นในเทอร์โบชาร์จเจอร์รวมกลไกความผิดพลาดสำรวจวิธีการที่มีประสิทธิภาพเพื่อลดอัตราความล้มเหลวยืดอายุการใช้งานเพิ่มความน่าเชื่อถือและรับรองประสิทธิภาพการนำทางของเรือ
I. โครงสร้างและกลไกการทำงานของเทอร์โบชาร์จเจอร์
เทอร์โบชาร์จเจอร์ไอเสียเครื่องยนต์ดีเซลส่วนใหญ่ประกอบด้วยกังหันคอมเพรสเซอร์และแบริ่งระดับกลาง
ประการแรกพอร์ตไอดีของกังหันเชื่อมต่อกับท่อไอเสียและพอร์ตไอเสียติดอยู่กับท่อไอเสีย
พอร์ตไอดีของเทอร์โบชาร์จเจอร์เชื่อมต่อกับท่อกรองอากาศพอร์ตไอเสียเชื่อมต่อกับท่อร่วมไอดีและกังหันและใบพัดติดตั้งตามลำดับในห้องกังหันโคแอกเซียลและเทอร์โบชาร์จเจอร์
คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงประกอบด้วยท่อไอเสีย, เปลือกไอดี, ใบพัดคอมเพรสเซอร์และตัวกระจาย
ในระหว่างการทำงานของคอมเพรสเซอร์ก๊าซไอเสียจะเข้าสู่ท่อไอเสียหลักและกังหันเทอร์โบชาร์จเจอร์ทำงานแล้วจะถูกปล่อยออกจากพอร์ตไอเสีย หลังจากนั้นมันก็เชื่อมต่อกับท่อไอเสียไอเสียผ่านข้อศอกไอเสียสูบลมและท่อไอเสียไอเสีย
อากาศบริสุทธิ์เข้าสู่คอมเพรสเซอร์ผ่านท่อไอเสียและตัวกรองอากาศ
②ตลับลูกปืนนำมาใช้สองตัว - ในตลับลูกปืนลอยซึ่งติดตั้งในตัวเรือนแบริ่ง น้ำมันหล่อลื่นเข้ามาจากระบบหล่อลื่นหลักแล้วไหลกลับไปที่ด้านล่างของตัวเรือนแบริ่ง
③การทำงานโคแอกเซียลของคอมเพรสเซอร์และกังหันสามารถเพิ่มความดันและความหนาแน่นของก๊าซที่เข้ามา เมื่อความเร็วในการหมุนคงที่มันสามารถให้กำลังไฟที่มากขึ้นได้รับผลกระทบจากการปรับปรุงการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงและลดการปล่อยมลพิษ
ⅱ. ความผิดพลาดและสาเหตุทั่วไป
ในเทอร์โบชาร์จเจอร์ก๊าซไอเสียพื้นที่ปัญหาทั่วไป ได้แก่ คอมเพรสเซอร์เพลาล้อแบริ่งและกังหัน
ก่อนที่จะเริ่มต้นและหลังจากหยุดเครื่องมีความจำเป็นที่จะต้องใส่ใจกับการเปลี่ยนแปลงของความเร็วอุณหภูมิและเสียงการทำงานของเทอร์โบชาร์จเจอร์
เทอร์โบชาร์จเจอร์ทำงานด้วยความเร็วสูงในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิ - สูงและความเครียดจากความร้อนและความเครียดสลับกันมันมีความซับซ้อนมาก
เมื่อทำงานด้วยความเร็วสูงการสั่นสะเทือนของใบพัดเทอร์โบชาร์จเจอร์เพลาและตลับลูกปืนจะทำลายการกวาดล้างที่พอดีและส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของเทอร์โบชาร์จเจอร์
ยิ่งไปกว่านั้นก๊าซไอเสียมีออกไซด์และไอระเหยของซัลเฟอร์และไนโตรเจน กรดที่เกิดขึ้นหลังจากการรวมกันจะกัดกร่อนเทอร์โบชาร์จเจอร์และทำให้อายุการใช้งานสั้นลง
หลังจากการตรวจสอบและการวิเคราะห์เทอร์โบชาร์จเจอร์มีข้อบกพร่องทั่วไปดังต่อไปนี้
1. ไฟกระชาก
เมื่อเครื่องยนต์ดีเซลหยุดลงอย่างกะทันหันหรือการโหลดจะถูกลบออกโรเตอร์ของเทอร์โบชาร์จเจอร์จะไม่หยุดเนื่องจากความเฉื่อย
ณ จุดนี้ความดันไอดียังคงสูงมาก แต่เครื่องยนต์ดีเซลไม่ต้องการอากาศมากหลังจากขนถ่าย แรงดันย้อนกลับที่มากเกินไปของเครื่องยนต์ดีเซลทำให้เกิดขึ้น
เมื่อเครื่องยนต์ดีเซลเกินพิกัดพลังงานของก๊าซไอเสียจะแสดงแนวโน้มระเบิด ในเวลานี้ความเร็วของเครื่องยนต์ดีเซลจะเพิ่มขึ้นน้อยมากหรือไม่เลยและปรากฏการณ์ทางกายภาพของการพลิกขึ้นก็มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นเช่นกัน นี่เป็นเพราะอากาศที่เข้าสู่คอมเพรสเซอร์แกว่งไปสู่ระดับใหญ่ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของใบพัดของมันจึงสร้างเสียงฮืด ๆ
สำหรับคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงปรากฏการณ์ไฟกระชากนี้จะเกิดขึ้นเมื่ออัตราการไหลต่ำและค่าความดันไอเสียมากกว่า 2.5kpa
ส่วนใหญ่มีสามสาเหตุของการหายใจถี่
ภายใต้สภาวะการทำงานปกติเส้นทางการไหลของอากาศของเทอร์โบชาร์จเจอร์:
อากาศ→ตัวกรองอากาศที่ไอดีของคอมเพรสเซอร์→ท่อไอเสีย→ใบพัดคอมเพรสเซอร์→เครื่องกระจายสัญญาณคอมเพรสเซอร์→เครื่องทำความเย็นอากาศ→กล่องขยะ→ไอดีของอากาศ→ถังเครื่องยนต์ดีเซล→พอร์ตไอเสีย→ไอเสีย
พื้นที่ไหลของแต่ละส่วนได้รับการแก้ไข
หากลิงค์ใด ๆ ข้างต้นผิดปกติมันจะส่งผลกระทบต่อการไหลเวียนของก๊าซของเครื่องยนต์ดีเซลทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นของเทอร์โบชาร์จเจอร์เครื่องยนต์ดีเซลการลดลงของประสิทธิภาพการทำงานของเทอร์โบชาร์จเจอร์ หากอุณหภูมิไอเสียของเครื่องยนต์หลักเพิ่มขึ้นเป็นค่าที่กำหนดสัญญาณเตือนความผิดพลาดการชะลอตัวอัตโนมัติหรือการปิดระบบอาจเกิดขึ้น
ในบรรดาองค์ประกอบที่การไหลเวียนของอากาศผ่านความสกปรกของชิ้นส่วนเช่นตัวกรองกระบอกสูบและหัวฉีดเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดการกระชาก
2. ความล้มเหลวเชิงกลของเทอร์โบชาร์จเจอร์
ความล้มเหลวเชิงกลรวมถึงความเสียหายของแบริ่งและความเสียหายของใบมีดใบพัด
เมื่อมีการทำงานผิดปกติให้ตรวจสอบหน้าจอตัวกรองก่อน หากสะอาดให้พิจารณาว่ามีความเสียหายต่อส่วนประกอบเทอร์โบชาร์จเจอร์ หากพบปัญหาให้หยุดเครื่องทันทีเพื่อซ่อมแซม
(1) แบริ่งเทอร์โบชาร์จเจอร์เสียหาย
เพลาของเทอร์โบชาร์จเจอร์แตก
ปลายด้านหนึ่งของเพลาหมุนเป็นกังหันและอีกด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับใบพัด
หากเพลาแตกที่อุณหภูมิสูงเครื่องยนต์ดีเซลจะปิดตัวลง
สาเหตุหลักของการแตกหักของแบริ่งคือ:
①ภายใต้การกระทำของแรงภายนอกพื้นผิวของการเปลี่ยนแปลงของกังหันหรือคอมเพรสเซอร์ไม่ได้รับการแก้ไขอย่างแน่นหนาและไม่สามารถทำงานได้ตามปกติและเสถียร เพลาล้อที่ผิดรูปแตกภายใต้การกระทำของความเครียดและแรงบิด
②เมื่อเทอร์โบชาร์จเจอร์เปิดใช้งานเพลาจะสั่นสะเทือนเมื่อความเร็วในการหมุนของเทอร์โบชาร์จเจอร์เปลี่ยนแปลงและการแตกหักของความเหนื่อยล้าเกิดขึ้นภายใต้การกระทำของความเครียดสลับกัน
③เพลาหมุนขาดการหล่อลื่นและยึดติดกับตลับลูกปืนลอย อุณหภูมิสูง - และสูง - ก๊าซไอเสียแรงดันส่งผลกระทบต่อเพลาล้อคงที่ทำให้เพลาแตก
หากวัตถุแปลกปลอมตกอยู่ในท่อทางเข้าและเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ในที่อยู่อาศัยของกล่องกังหันการชนกันอย่างเข้มงวดระหว่างวัตถุแข็งเช่นสลักเกลียวและเพลาล้ออาจทำให้เพลาแตก
การหล่อลื่นที่ไม่ดีของเทอร์โบชาร์จเจอร์
น้ำมันหล่อลื่นของตลับลูกปืนเทอร์โบชาร์จเจอร์มาจากระบบหล่อลื่นและกระทะน้ำมัน การหล่อลื่นที่ไม่ดีและปัจจัยอื่น ๆ สามารถนำไปสู่การกัดเซาะของเพลาล้อ เหตุผลหลักคือ:
①เมื่อน้ำมันหล่อลื่นไม่เพียงพอหรือแรงดันน้ำมันไม่ตรงตามข้อกำหนดเพลาจะถูกเผาเนื่องจากแรงเสียดทานและอุณหภูมิสูงเมื่ออัตราการไหลไม่เพียงพอหรือความดันน้ำมันต่ำกว่าค่าที่ระบุ
②หากคุณภาพน้ำมันไม่เป็นไปตามข้อกำหนดโดยใช้น้ำมันหล่อลื่นที่ไม่ใช่ - เกรดที่ระบุหรือด้วยสิ่งสกปรกที่ไม่สะอาดจำนวนมากอุณหภูมิของแบริ่งจะเพิ่มขึ้น
③เมื่อวงแหวนซีลกังหันเสื่อมสภาพมากเกินไปทำให้เกิดความร้อนจำนวนมากและสร้างความเสียหายให้กับการกวาดล้างแบริ่งฟิล์มน้ำมันที่ไม่สม่ำเสมอในช่องว่างระหว่างกังหันและเพลาหมุนนั้นยากที่จะได้รับผลการหล่อลื่นที่ดี
เมื่อความเร็วในการหมุนของเทอร์โบชาร์จเจอร์เกินความเร็วสูงสุดปรากฏการณ์ที่หลบหนีจะเกิดขึ้น
เมื่อความเร็วในการหมุนเพิ่มขึ้นปริมาณน้ำมันหล่อลื่นจะไม่เพียงพอผลการระบายความร้อนจะลดลงและเพลาล้อจะถูกไฟไหม้เนื่องจากไม่สามารถกระจายความร้อนได้
เมื่ออุณหภูมิทางเข้าและทางออกของน้ำมันหล่อลื่นสูงเกินไปและการระบายความร้อนไม่เหมาะสมเพลาล้อก็จะถูกไฟไหม้
เมื่อเร่งความเร็วควรลดความเร็วลงหรือยานพาหนะหยุดเพื่อตรวจสอบ หากเพลาเสียหายควรเปลี่ยน
ความเสียหายที่พบบ่อยสำหรับแบริ่งรวมถึงการสึกหรอที่มากเกินไปการเกาการกระแทกการแตกและการเผาไหม้
เมื่อแรงดันน้ำมันไม่เพียงพอปัญหาการสั่นสะเทือนการเปลี่ยนรูปของเปลือกและแม้กระทั่งการสึกหรอของตลับลูกปืนจะเกิดขึ้นอย่างรุนแรง
เมื่อมีการติดตั้งเทอร์โบชาร์จเจอร์ใหม่น้ำมันหล่อลื่นและตัวกรองจะถูกแทนที่เครื่องได้ไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานานไม่ได้เริ่มต้นอย่างถูกต้องหรือคุณภาพของน้ำมันหล่อลื่นต่ำมันเป็นเรื่องง่ายที่จะทำให้เกิดความผิดพลาดเช่นความต้านทานที่เพิ่มขึ้นหรือการแตกของท่อทางเข้าน้ำมัน เมื่อระดับน้ำมันในกระทะน้ำมันต่ำอากาศจะเข้าสู่ท่อหล่อลื่นและทำให้เกิดความต้านทานต่ออากาศหรือปริมาณน้ำมันหล่อลื่นในเทอร์โบชาร์จเจอร์จะถูกตัดออกมันจะนำไปสู่การสึกหรอและการเผาไหม้ของพื้นผิวแบริ่งแบริ่ง
(2) ความเสียหายของใบมีด
เมื่อกังหันทำงานด้วยความเร็วสูงแม้ว่าเศษเล็กเศษน้อยจะเข้ามามุมไกด์นำเที่ยวจะเปลี่ยนไปซึ่งจะมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อใบมีดหรือใบพัด
วัตถุขนาดใหญ่และแข็งสามารถทำให้รอยขีดข่วนหรือแม้กระทั่งรอยแตกบนใบไม้
สาเหตุหลักของการแตกหักของใบมีดคือความล้มเหลวของความเหนื่อยล้าที่เกิดจากความเครียดดัดซ้ำบนใบมีด
เมื่อเทอร์โบชาร์จเจอร์พุ่งขึ้นปลายใบมีดของใบพัดกังหันจะชนกับปลอกทำให้เกิดการเปลี่ยนรูปของใบมีดและมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความเร็วในการหมุน
เสียงเคาะผิดปกติมักเกิดขึ้นเมื่อใบพัดแตก
เมื่อการสั่นสะเทือนผิดปกติหรือเสียงมีขนาดใหญ่ควรหยุดเครื่องเพื่อตรวจสอบ
หลังจากเปลี่ยนหรือซ่อมแซมใบพัดจะต้องทำการทดสอบความสมดุลแบบคงที่และการทดสอบความสมดุลแบบไดนามิก
(3) ความดันเพิ่มความผิดปกติ
เมื่อปริมาณอากาศไม่เพียงพออากาศอัดสามารถส่งไปยังคอมเพรสเซอร์โดยอุปกรณ์เติมอากาศเพื่อให้ได้จุดประสงค์ของแรงดัน
การอ่านมาตรวัดความดันนั้นชัดเจนยิ่งขึ้นเมื่อความเร็วในการหมุนเข้าใกล้หรือถึงความเร็วที่กำหนด (ตัวอย่างเช่นความเร็วที่กำหนดของเครื่องยนต์ดีเซล NTA855-M350 คือ 1800 r/นาที)
ด้วยความเร็วในการหมุนสูงประสิทธิภาพเชิงกลสูงมากและเหตุผลต่าง ๆ อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในความดัน
ความดันเพิ่มขึ้น
เมื่อโหลดยังคงที่การใช้งานของเทอร์โบชาร์จเจอร์มักจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของแรงกดดัน
เหตุผลหลักคือ:
①ความล้มเหลวของระบบเชื้อเพลิงนำไปสู่การเผาไหม้ที่ไม่ดีการเผาไหม้อย่างรุนแรงและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิไอเสีย
②เทอร์โบชาร์จเจอร์นั้นสกปรกด้วยกังหันลดพื้นที่การไหลและเร่งความเร็วในการขับแก๊สซึ่งทำให้ความเร็วในการหมุนของเทอร์โบชาร์จเจอร์เพิ่มขึ้น
③เมื่อเครื่องยนต์ดีเซลเกินพิกัดโหลดมีขนาดใหญ่เกินไปและความเร็วในการหมุนค่อนข้างสูงปริมาตรของก๊าซไอเสียเพิ่มขึ้นความเร็วในการหมุนของกังหันก๊าซไอเสียเพิ่มขึ้นความเร็วในการหมุนของใบพัดของคอมเพรสเซอร์เพิ่มขึ้น
ภายใต้เงื่อนไขการทำงานนี้ปริมาณการฉีดเชื้อเพลิงจะเพิ่มขึ้นและยานพาหนะอาจหยุดทำงานได้ตลอดเวลา มีความจำเป็นที่จะต้องชะลอตัวลงทันทีและขนถ่ายเพื่อความปลอดภัย
ความดันลดลง
การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ส่งผลกระทบต่อพลังงาน
มันปรากฏใน:
①ท่อไอดีสกปรก: ปริมาณการบริโภคลดลง, แรงดันเพิ่มไม่เพียงพอและมาพร้อมกับการผิวปาก คาร์บอนฝากหรือคราบน้ำมันที่ยึดติดกับตัวกระจาย, ใบพัดและหัวฉีดกังหันเพิ่มความต้านทานการหมุนของเทอร์โบชาร์จเจอร์
②ช่วงเวลาการจัดหาเชื้อเพลิงที่ไม่ถูกต้อง: เวลาการจัดหาเชื้อเพลิงล่าช้าไปข้างหลังทำให้เกิดการเผาไหม้การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ของดีเซลพลังงานไอเสียที่อ่อนแอลงและความเร็วของกังหันลดลง
③การรั่วไหลของท่อไอเสียไอเสีย: สิ่งนี้นำไปสู่การลดลงของพลังงานที่มีอยู่ของกังหันส่งผลกระทบต่อความเร็วในการหมุนและความดันของเทอร์โบชาร์จเจอร์ก็ลดลงเช่นกัน
④การเปิดช้าและการปิดวาล์วไอเสียก่อน: ปริมาณไอเสียลดลงความเร็วในการหมุนของใบพัดกังหันลดลงส่งผลให้แรงดันเพิ่มลดลง ตารางที่สอดคล้องกันของความผิดพลาดของเทอร์โบชาร์จเจอร์และสาเหตุที่เป็นไปได้แสดงในรูปที่ 1
รูปที่ 1 ตารางความผิดพลาดและสาเหตุที่เป็นไปได้ของเทอร์โบชาร์จเจอร์เรือ
ผ่านการวิเคราะห์ในรูปที่ 1 ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องและสาเหตุของความล้มเหลวของเทอร์โบชาร์จเจอร์สามารถกำหนดได้และสามารถใช้โซลูชันเป้าหมายได้