การวิเคราะห์และการแก้ไขปัญหาข้อผิดพลาดในการสตาร์ทของเครื่องยนต์ดีเซลหลักของเรือ

เครื่องยนต์ดีเซลมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเรือสมัยใหม่ ปัจจุบัน เรือที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซลเป็นเครื่องยนต์หลักมีสัดส่วนมากกว่า 98% ของทั้งหมด และกำลังรวมของเรือที่ขับเคลื่อนด้วยดีเซล-มีสัดส่วนมากกว่า 90% ของกำลังต่อเรือทั้งหมด-

การสตาร์ทเครื่องยนต์ดีเซลหลักตามปกติเพื่อจ่ายกำลังให้กับเรือถือเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นในการรับรองความปลอดภัยในการเดินเรือ

วิธีการสตาร์ทด้วยอากาศอัด-ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องยนต์ดีเซลขนาดกลาง-และขนาดใหญ่- เนื่องจากมีแรงบิดสตาร์ทสูง กระบวนการสตาร์ทที่รวดเร็วและราบรื่น และนำไปใช้ได้อย่างกว้างขวาง

เครื่องยนต์ดีเซลหลักของ-เครื่องยนต์คู่ เรือใบพัดเดียว- ไม่สามารถสตาร์ทพร้อมกันได้ตามปกติ เอกสารนี้วิเคราะห์และแก้ไขข้อผิดพลาดในการสตาร์ทนี้ โดยหวังว่าจะเป็นแรงบันดาลใจและความช่วยเหลือแก่เจ้าหน้าที่บำรุงรักษาและการจัดการของเครื่องยนต์ดีเซลหลัก

I. ปรากฏการณ์ความผิดปกติ

เมื่อเรือกำลังเตรียมออกเดินเรือ หลังจากที่เครื่องยนต์ดีเซลหลักเสร็จสิ้น-การเตรียมการก่อนสตาร์ท ลูกเรือกดปุ่ม "Start" บนคอนโซลควบคุมแบบรวมศูนย์ แต่เครื่องยนต์ดีเซลไม่หมุน และการสตาร์ทล้มเหลว

จากนั้นวิศวกรทางทะเลก็พยายามสตาร์ทเครื่องยนต์จากแผงควบคุมภายในเครื่อง แต่ก็ยังล้มเหลว

เพื่อให้ภารกิจของเรือบรรลุผลสำเร็จ ในที่สุดวิศวกรทางทะเลก็พยายามเปิดวาล์วสตาร์ทหลักด้วยตนเอง พวกเขารู้สึกว่าต้องใช้กำลังมากกว่าปกติ แต่ในที่สุดเครื่องยนต์หลักก็สตาร์ทได้สำเร็จและทำงานได้ตามปกติหลังจากนั้น

หลังจากที่เรือกลับมา วิศวกรทางทะเลก็พยายามค้นหาสาเหตุของข้อผิดพลาดในการสตาร์ท ผ่านการทดสอบเริ่มต้นหลายครั้ง พวกเขาสรุปปรากฏการณ์ต่อไปนี้:

(1) เมื่อกดปุ่ม "Start" บนคอนโซลควบคุมส่วนกลางและคอนโซลควบคุมภายในเครื่อง เครื่องยนต์ดีเซลไม่สามารถสตาร์ทได้

(2) หลังจากกดปุ่ม "Start" คุณจะได้ยินเสียงการสลับวาล์วตัดน้ำมันเชื้อเพลิง-

(3) หลังจากดำเนินการ "พัด- ผ่าน" หลายครั้ง เมื่อกดปุ่ม "Start" บนคอนโซลควบคุมส่วนกลางหรือคอนโซลควบคุมภายในเครื่อง เครื่องยนต์ดีเซลก็สามารถสตาร์ทได้

(4) ปรากฏการณ์การออกตัวของเครื่องยนต์ดีเซลหลักทั้งสองเครื่องเหมือนกัน

ครั้งที่สอง หลักการเริ่มต้น

เครื่องยนต์ดีเซลหลักของเรือลำนี้ใช้-ระบบสตาร์ทด้วยอากาศอัด ซึ่งใช้วิธีสตาร์ทการยิงแบบแถวเดียวและแบบสอง- รูปที่ 1 แสดงแผนภาพระบบสตาร์ท

รูปที่ 1: แผนภาพระบบสตาร์ทของเครื่องยนต์ดีเซล

ความดันอากาศเริ่มต้นคือ 1.2-3 MPa และความดันอากาศควบคุมคือ 0.7 MPa ทั้งสองจะถูกเติมลงในขวดลมสตาร์ทและขวดอากาศควบคุมหลังจากถูกบีบอัดด้วยขวดลมอัดหลัก 4.7-MPa ผ่านวาล์วลดแรงดัน

เมื่อเครื่องยนต์ดีเซลสตาร์ท โซลินอยด์วาล์วสตาร์ทจะถูกเปิดใช้งาน หลังจากที่อากาศควบคุมผ่านวาล์วลูกโซ่เกียร์หมุนแล้ว จะแบ่งออกเป็นสองเส้นทาง:

เส้นทางหนึ่งนำไปสู่วาล์วกำหนดทิศทาง ปิดวาล์วตัดน้ำมันเชื้อเพลิง- และเปิดวงจรน้ำมันเชื้อเพลิง

อีกเส้นทางหนึ่งจะนำไปสู่วาล์วสตาร์ทหลัก โดยเปิดวาล์วสตาร์ทหลัก และเปิดวงจรอากาศสตาร์ท

หลังจากผ่านวาล์วสตาร์ทหลักแล้ว อากาศสตาร์ทจะถูกแบ่งออกเป็นสามเส้นทาง:

เส้นทางหนึ่งนำไปสู่วาล์วสตาร์ทที่ติดตั้งบนกระบอกสูบ B- หลังจากที่วาล์วสตาร์ทกระบอกสูบเปิดขึ้น อากาศจะเข้าสู่กระบอกสูบ

เส้นทางหนึ่งนำไปสู่ตัวจ่ายอากาศ จากนั้นตามลำดับการยิงของเครื่องยนต์ดีเซล มันจะไปถึงวาล์วสตาร์ทกระบอกสูบตามลำดับเพื่อเปิดออก

อีกเส้นทางหนึ่งนำไปสู่การสตาร์ทเซอร์โวของผู้ว่าราชการ

อากาศสตาร์ทจะเข้าสู่กระบอกสูบ B- ตามลำดับการยิง โดยดันลูกสูบและขับเพลาข้อเหวี่ยงให้หมุน เมื่อความเร็วเครื่องยนต์ดีเซลถึงความเร็วเริ่มต้น 1 ผู้ว่าราชการจะรับสัญญาณการตั้งค่าความเร็ว (คันเร่ง) เพิ่มการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงไปยังคันเร่งสตาร์ท 1 อย่างรวดเร็ว จากนั้นปรับคันเร่งตามความเร็วจนกระทั่งเครื่องยนต์ดีเซลเข้าสู่สถานะการทำงานที่มั่นคง แผนภาพความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วเริ่มต้นและคันเร่งในระหว่างกระบวนการสตาร์ทแสดงในรูปที่ 2

รูปที่ 2: แผนภาพความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วเริ่มต้นและคันเร่งในระหว่างกระบวนการเริ่มต้น

III. การวิเคราะห์และการแก้ไขปัญหาสาเหตุของข้อผิดพลาด

ตามหลักการทำงานพื้นฐานและหลักการสตาร์ทของเครื่องยนต์ดีเซล กระบวนการสตาร์ทของเครื่องยนต์ดีเซลนี้ส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับระบบจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง ระบบไอดีและไอเสีย ระบบควบคุมความเร็ว ระบบตรวจสอบและความปลอดภัย และระบบ-อากาศอัด

ตามหลักการวิเคราะห์ข้อบกพร่อง "จากง่ายไปยาก จากพื้นผิวสู่ภายใน" และตามปรากฏการณ์ที่วิศวกรทางทะเลสรุปไว้ระหว่างการทดสอบเริ่มต้น ขอบเขตของการแก้ไขปัญหาข้อผิดพลาดจะแคบลง

1. การวิเคราะห์เบื้องต้น

เครื่องยนต์ดีเซลไม่สามารถสตาร์ทผ่านโหมดควบคุมได้ (กดปุ่ม "Start" บนคอนโซลควบคุมส่วนกลางหรือคอนโซลควบคุมภายในเครื่อง) แต่สามารถสตาร์ทได้ด้วยการเปิดวาล์วสตาร์ทหลักด้วยตนเอง นอกจากนี้ เครื่องยนต์ดีเซลยังทำงานได้ตามปกติหลังจากสตาร์ทสำเร็จ แสดงว่าวาล์วสตาร์ทกระบอกสูบ ระบบจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง ระบบไอดีและไอเสีย และระบบควบคุมความเร็วของเครื่องยนต์ดีเซลทำงานได้ตามปกติ

เป็นที่น่าสังเกตว่าแม้ว่าเครื่องยนต์ดีเซลจะสตาร์ทไม่ติด แต่เมื่อเกิดปรากฏการณ์ความผิดปกติเช่นเครื่องยนต์ดีเซลไม่หมุนหรือไม่ถึงความเร็วสตาร์ท 1 เกิดขึ้น ระบบควบคุมความเร็วและระบบจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงยังไม่ได้เข้าร่วมในการทำงาน และควรพิจารณาข้อบกพร่องในระบบอื่นก่อน

ในระหว่างการสตาร์ท วาล์วตัดน้ำมันเชื้อเพลิง-สามารถสลับได้ตามปกติ และวาล์วอินเตอร์ล็อคเกียร์หมุนในระบบตรวจสอบและความปลอดภัยไม่สว่างขึ้น แสดงว่าวาล์วโซลินอยด์สตาร์ทและวาล์วอินเตอร์ล็อคเกียร์หมุนในวงจรอากาศควบคุมทำงานตามปกติ และอากาศควบคุมสามารถไปถึงวาล์วสตาร์ทหลักได้

เนื่องจากเครื่องยนต์ดีเซลสามารถสตาร์ทได้โดยการเปิดวาล์วสตาร์ทหลักด้วยตนเอง จึงถือว่าอาจมีจุดผิดปกติในวาล์วสตาร์ทหลัก
 

2. การแก้ไขปัญหาวาล์วสตาร์ทหลัก

(1) โครงสร้างและหลักการทำงาน

วาล์วสตาร์ทหลักของเครื่องยนต์ดีเซลหลักนี้ติดตั้งอยู่ข้างห้องข้อเหวี่ยง ดังแสดงในรูปที่ 3 และโครงสร้างแสดงในรูปที่ 4 ส่วนประกอบหลักประกอบด้วย: บล็อกด้านบน ลูกสูบ สปริงนำ วาล์วระบาย สปริงหลัก วาล์วหลัก บ่าวาล์ว และตัววาล์ว

รูปที่ 3: วาล์วสตาร์ทหลัก

รูปที่ 4: โครงสร้างของวาล์วสตาร์ทหลัก

หลังจากที่เชื่อมต่ออากาศควบคุมแล้ว ลูกสูบจะขับเคลื่อนวาล์วระบายเพื่อเลื่อนลง อากาศเริ่มต้นหลักในตัววาล์วเชื่อมต่อกับบรรยากาศภายนอกผ่านทางช่องระบาย และความดันลดลงอย่างรวดเร็ว เป็นผลให้แรงดันแนวตั้งที่กระทำที่ด้านนอกของวาล์วหลักสามารถเอาชนะแรงลัพธ์ของแรงดันแนวตั้งที่กระทำที่ด้านในและแรงยืดหยุ่นของสปริงหลัก ทำให้วาล์วหลักยกขึ้นด้านบน จึงเปิดวาล์วสตาร์ทหลัก

ในระหว่างกระบวนการนี้ แรงของอากาศควบคุมที่จ่ายไปยังลูกสูบจะต้องสามารถเอาชนะแรงยืดหยุ่นของสปริงนำและแรงดันแก๊สด้านบนที่กระทำต่อวาล์วระบาย สภาพแรงของลูกสูบแสดงไว้ในสูตร (2)

หากวาล์วสตาร์ทหลักถูกเปิดด้วยตนเอง แรงดันด้านล่างที่ส่งไปยังบล็อกด้านบนโดยการหมุนจานเบรกจะเข้ามาแทนที่แรงของอากาศควบคุม ส่งผลให้วาล์วระบายเคลื่อนลงด้านล่าง

F_ลูกสูบ ควบคุมอากาศ > F_วาล์วระบาย อากาศสตาร์ท + สปริง T_guide (2)

(2) การวิเคราะห์สาเหตุข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้น

จากหลักการทำงานของวาล์วสตาร์ทหลักจะเห็นได้ว่ากุญแจสำคัญในการเปิดวาล์วสตาร์ทหลักอยู่ที่การเปิดวาล์วระบายตามปกติ ดังนั้นการวิเคราะห์จึงดำเนินการจากสามด้านต่อไปนี้ตามสูตร (2):

1) แรงดันอากาศควบคุมไม่เพียงพอ ส่งผลให้ลูกสูบลดลงเล็กน้อย

จุดรั่วไหลในท่อควบคุมอากาศหรือการอุดตันของขั้วต่ออากาศควบคุมจะทำให้ความดันของอากาศควบคุมที่เข้าสู่วาล์วสตาร์ทหลักต่ำ

2) เพิ่มความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ลงของวาล์วระบาย

การหล่อลื่นที่ไม่ดีระหว่างรีลีฟวาล์วและไกด์บุชชิ่ง หรือการเกิดสนิมของรีลีฟวาล์วหรือไกด์บุชชิ่งเนื่องจากอากาศชื้น จะทำให้การเคลื่อนที่ของรีลีฟวาล์วติดขัด และในกรณีที่รุนแรง อาจเกิดการติดขัดโดยสิ้นเชิงได้

เป็นที่น่าสังเกตว่าหากความดันอากาศเริ่มต้นสูงเกินไป ความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ลงของวาล์วระบายก็จะเพิ่มขึ้นอย่างมากเช่นกัน

3) ความยากในการอัดสปริงไกด์

สปริงไกด์ทำจากโลหะ การเกิดสนิมเนื่องจากอากาศชื้นจะทำให้ผลิตภัณฑ์ที่เป็นสนิมขัดขวางการบีบอัดสปริงตามปกติ การบีบอัดแบบไซคลิกมากเกินไปอาจทำให้เกิดการแตกร้าวขนาดเล็ก- ซึ่งจะเป็นการเพิ่มแรงที่จำเป็นสำหรับการบีบอัด

นอกจากนี้ การติดตั้งสปริงที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดการรบกวนส่วนประกอบโดยรอบ ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการบีบอัดของสปริง

(3) การถอดประกอบและตรวจสอบ

หลังจากการตรวจสอบภายนอกและการแยกชิ้นส่วนวาล์วสตาร์ทหลักเพื่อตรวจสอบวาล์วระบายและสปริงไกด์ พบสิ่งต่อไปนี้:

1) การเชื่อมต่อท่อควบคุมอากาศเป็นปกติโดยไม่มีการรั่วซึม และขั้วต่ออากาศควบคุมไม่ถูกบล็อก

2) วาล์วระบายสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างยืดหยุ่นในไกด์บุช และสปริงไกด์ไม่มีสนิมที่เห็นได้ชัดเจนและไม่มีรอยแตกบนพื้นผิวที่ชัดเจน

3) ความดันของขวดลมควบคุมเป็นปกติ แต่ความดันของขวดลมสตาร์ทหลักเกิน 3 MPa ดังแสดงในรูปที่ 5

รูปที่ 5: การสตาร์ทเกจวัดความดันอากาศ

แรงดันสูงของอากาศสตาร์ทหลักเป็นสาเหตุที่วิศวกรเดินเรือรู้สึกลำบากเมื่อเปิดวาล์วสตาร์ทหลัก

เนื่องจากทั้งอากาศควบคุมและอากาศเริ่มต้นหลักได้มาจากการบีบอัดอากาศจากขวดอากาศอัดหลักด้วยความดัน 4.7 MPa ผ่านวาล์วลดแรงดัน- จุดผิดปกตินั้นโดยพื้นฐานแล้วจะถูกล็อคเป็น-วาล์วลดแรงดัน

3. การแก้ไขปัญหาวาล์วลดแรงดัน-

(1) โครงสร้างและหลักการทำงาน

รูปแบบของวาล์วลดแรงดัน-คือ Q/HFJM-20A วัตถุทางกายภาพแสดงในรูปที่ 6 และแบ่งออกเป็นวาล์วนำร่องและวาล์วลดแรงดันหลัก โครงสร้างภายในแสดงในรูปที่ 7

รูปที่ 6: Q/HFJM-วาล์วลดแรงดัน 20A

รูปที่ 7: โครงสร้างภายในของวาล์วไพล็อต Q/HFJM-20A (ด้านบน) และวาล์วหลัก (ด้านล่าง)

วาล์วนำร่องส่วนใหญ่ประกอบด้วยฝาครอบปรับ สปริงปรับ และสกรูปรับ ส่วนประกอบหลักของวาล์วลดแรงดันหลัก-ประกอบด้วย: ลูกสูบ จานวาล์วหลัก และสปริงส่งคืน

เมื่อฝาครอบปรับของวาล์วไพล็อตอยู่ในตำแหน่งเริ่มต้น สปริงปรับของวาล์วไพล็อตไม่อยู่ภายใต้แรงดัน วาล์วไพล็อตไม่ได้เปิด แรงดันในห้องด้านบนและด้านล่างของลูกสูบในวาล์วลดแรงดันหลัก-จะมีความสมดุล และจานวาล์วหลักจะปิดทางเดินของวาล์วหลักภายใต้แรงดันของสปริงส่งคืน

เมื่อหมุนฝาครอบปรับของวาล์วไพล็อตตามเข็มนาฬิกา สปริงปรับจะถูกบีบอัดและเปิดแผ่นวาล์วไพล็อต แรงดันอากาศที่ปล่อยออกมาจากวาล์วนำร่องจะเข้าสู่ห้องด้านบนของลูกสูบ ลูกสูบจะถูกแรงดันลงในแนวดิ่ง เอาชนะแรงยืดหยุ่นของสปริงส่งคืน และเคลื่อนลงด้านล่าง ในเวลาเดียวกัน ก้านกระทุ้งจะเลื่อนลงเพื่อเปิดแผ่นวาล์วหลัก จากนั้น แหล่งอากาศแรงดันสูง- PN1 จะเข้าสู่ห้องเอาต์พุต ทำให้เกิดแรงดันเอาต์พุต PN2

ในเวลาเดียวกัน อากาศที่มีแรงดันในห้องส่งออกจะเข้าสู่ห้องด้านล่างของลูกสูบ โดยทำหน้าที่ที่ด้านล่างของลูกสูบเพื่อชดเชยแรงดันที่ส่วนบนของลูกสูบ การเปิดจานวาล์วหลักจะลดลงจนกว่าจะถึงจุดสมดุล

(2) การวิเคราะห์สาเหตุข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้น

จากหลักการทำงานของวาล์วลดแรงดัน-นี้ จะเห็นได้ว่าแรงดันเอาต์พุตขึ้นอยู่กับการเปิดแผ่นวาล์วหลัก ยิ่งช่องเปิดใหญ่ แรงดันเอาต์พุตก็จะยิ่งสูงขึ้น

วาล์วนำร่องมีบทบาทในการควบคุม และวาล์วลดแรงดันหลัก-มีฟังก์ชันป้อนกลับชดเชยตัวเอง- ดังนั้นการวิเคราะห์จึงดำเนินการจากสองด้านต่อไปนี้:

1) ค่าการตั้งค่าที่ผิดปกติของวาล์วไพล็อต

หากฝาครอบปรับของวาล์วไพล็อตถูกขันแน่นโดยไม่ตั้งใจ ทำให้แรงอัดล่วงหน้า-ของสปริงปรับเพิ่มขึ้น หรือหากสปริงปรับมีอายุหรือผิดรูป แรงดันเอาท์พุตของวาล์วไพล็อตจะเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลต่อแรงดันเอาท์พุตของวาล์วหลัก

2) การทำงานผิดปกติของวาล์วหลัก

ปัญหาต่างๆ เช่น โมดูลัสยืดหยุ่นของสปริงส่งคืนลดลง ลูกสูบติดหลังจากเคลื่อนลงด้านล่าง ความเสียหายต่อพื้นผิวการซีลระหว่างแผ่นวาล์วหลักกับบ่าวาล์ว หรือการอุดตันของความดัน-รูนำทางในห้องด้านล่างของลูกสูบ ล้วนทำให้การเปิดของจานวาล์วหลักมีขนาดใหญ่กว่าตำแหน่งสมดุลเดิม

(3) การแก้ไขปัญหาข้อผิดพลาด

วาล์วไพล็อตและวาล์วหลักของวาล์วลดแรงดัน-ถูกถอดออก ตรวจสอบสปริงปรับและสปริงกลับด้วยสายตาและทดสอบแรงยืดหยุ่น ในเวลาเดียวกัน มีการตรวจสอบความยืดหยุ่นในการเคลื่อนที่ของลูกสูบและพื้นผิวการซีลของจานวาล์วหลักอย่างระมัดระวัง พบว่าสปริงปรับตั้งของวาล์วไพล็อตมีอายุ

หลังจากเปลี่ยนสปริงปรับตั้งแล้ว ฝาครอบปรับของวาล์วไพล็อตก็ถูกปรับให้แรงดันเอาต์พุตอยู่ที่ 3 MPa เครื่องยนต์ดีเซลได้รับการทดสอบการสตาร์ทอีกครั้งที่คอนโซลควบคุมภายในเครื่องและส่วนกลาง และเครื่องยนต์ดีเซลสามารถสตาร์ทได้ตามปกติ

วิศวกรทางทะเลพบในระหว่างการทดสอบสตาร์ทว่าเครื่องยนต์ดีเซลสามารถสตาร์ทได้ผ่านโหมดควบคุมหลังจากการดำเนินการ "เป่า- ผ่าน" หลายครั้ง อันที่จริง นี่เป็นเพราะการดำเนินการ "เป่า-ผ่าน" ต้องใช้อากาศอัด หลังจากที่ความดันของอากาศสตาร์ทหลักลดลง อากาศควบคุมก็สามารถเปิดวาล์วสตาร์ทหลักได้อีกครั้ง

IV. บทสรุป

บทความนี้ดำเนินการวิเคราะห์โดยละเอียดและแก้ไขปัญหาการสตาร์ทผิดปกติของเครื่องยนต์ดีเซลหลักของเรือ ผลการวิจัยพบว่าการเสื่อมสภาพของสปริงปรับของวาล์วนำร่องของวาล์วลดแรงดัน-ในระบบ-อากาศอัด ซึ่งทำให้แรงดันอากาศสตาร์ทหลักสูงเกินไป เป็นสาเหตุของความผิดปกติ

ข้อเสนอแนะสามประการถูกเสนอให้กับบุคลากรด้านการจัดการทางทะเล:

ขั้นแรก ปรับปรุงมาตรฐานของการบำรุงรักษารายวัน และบำรุงรักษาและให้บริการส่วนประกอบและระบบแต่ละอย่างอย่างเคร่งครัดตามคู่มือและคำแนะนำทางเทคนิค

ประการที่สอง เสริมสร้างการเรียนรู้และความเข้าใจในโครงสร้างภายในและหลักการทำงานเฉพาะของส่วนประกอบหลัก ซึ่งจะช่วยระบุตำแหน่งข้อบกพร่องได้อย่างรวดเร็ว

ประการที่สาม ไม่เพียงแต่มุ่งเน้นไปที่เครื่องยนต์หลักเท่านั้น แต่ยังให้ความสนใจกับอิทธิพลของระบบเสริมที่มีต่อความน่าเชื่อถือของเครื่องจักรด้วย