Kaasaegsetes laevades kasutatakse laialdaselt diiselmootoreid. Praegu moodustavad peamasinaks diiselmootoriga laevad üle 98% koguarvust ja diisel{2}}mootoriga laevade koguvõimsus üle 90% kogu laevade-ehitusvõimsusest.
Diiselmootoriga peamasina tavapärane käivitamine laeva toite tagamiseks on navigatsiooniohutuse tagamiseks vajalik tingimus.
Suruõhk-käivitusmeetodit kasutatakse selle suure käivitusmomendi, kiire ja sujuva käivitusprotsessi ning laialdase kohaldatavuse tõttu laialdaselt keskmise-ja suurte-diiselmootorite puhul.
Kahe{0}}mootori ja ühepropellerlaeva diiselmootoriga-peamootorid ei käivitunud ootamatult samal ajal normaalselt. See artikkel analüüsib ja otsib seda käivitusviga, lootes anda inspiratsiooni ja abi diisel peamootorite hooldus- ja juhtpersonalile.
I. Vea fenomen
Kui laev valmistus teele asuma, siis pärast seda, kui diisel peamasin oli lõpetanud stardieelse-ettevalmistuse, vajutas meeskond tsentraliseeritud juhtkonsoolil nuppu "Start", kuid diiselmootor ei hakanud pöörlema ja start ebaõnnestus.
Seejärel üritasid mereinsenerid mootorit kohalikust juhtkonsoolist käivitada, kuid ebaõnnestusid.
Laeva ülesande täitmise tagamiseks proovisid mereinsenerid lõpuks peamist käivitusklappi käsitsi avada. Nad tundsid, et see oli tavapärasest pingelisem, kuid peamasin läks lõpuks edukalt käima ja töötas pärast seda normaalselt.
Pärast laeva naasmist püüdsid mereinsenerid välja selgitada käivitusvea põhjuse. Mitme stardikatse abil võtsid nad kokku järgmised nähtused:
(1) Kui tsentraliseeritud juhtkonsoolil ja kohalikul juhtkonsoolil vajutati nuppu "Start", ei õnnestunud diiselmootoril käivituda.
(2) Pärast nupu "Start" vajutamist oli kuulda kütuse katkestusklapi{1}}lülitusheli.
(3) Pärast mitut läbipuhumist võis diiselmootor käivituda, kui vajutati tsentraliseeritud juhtkonsoolil või kohalikul juhtkonsoolil nuppu Start.
(4) Kahe diiselmootori käivitusnähtused olid samad.
II. Alguspõhimõte
Selle laeva diisel peamasin kasutab suruõhk-käivitussüsteemi, võttes kasutusele ühe-rea sisselaske- ja kaherealise-käivitusmeetodi. Joonisel 1 on näidatud käivitussüsteemi skeem.
Joonis 1: Diiselmootori käivitussüsteemi skeem
Lähteõhu rõhk on 1,2-3 MPa ja kontrollõhu rõhk 0,7 MPa. Mõlemad täidetakse käivitusõhupudelisse ja kontrollõhupudelisse pärast rõhu vähendamist 4,7 MPa peamise suruõhupudeliga läbi rõhualandusklapi.
Diiselmootori käivitumisel lülitatakse käivitussolenoidklapp pingesse. Pärast seda, kui juhtõhk läbib pöördemehhanismi blokeerimisventiili, jaguneb see kaheks teeks:
Üks tee viib suunaventiilini, mis sulgeb{0}}kütuse väljalülitusventiili ja avab kütteõli vooluringi.
Teine tee viib peamise käivitusklapi juurde, avades peamise käivitusventiili ja avades käivitusõhuringi.
Pärast peamise käivitusventiili läbimist jagatakse käivitusõhk kolmeks teeks:
Üks tee viib B-kaldasilindritele paigaldatud käivitusklapi juurde. Pärast silindri käivitusventiili avanemist siseneb õhk silindrisse.
Üks tee viib õhujaoturini ja seejärel jõuab see vastavalt diiselmootori käivitusjärjekorrale järjestikku silindri käivitusklappideni, et need avada.
Teine tee viib selleni, et kuberner käivitab servo.
Käivitusõhk siseneb käivitusjärjekorras B-panga silindritesse, surudes kolbe ja pannes väntvõlli pöörlema. Kui diiselmootori pöörlemissagedus jõuab käivituskiiruseni 1, saab regulaator kiiruse (gaasi) seadistussignaali, suurendab kiiresti käivitusklapi 1 kütusevarustust ja seejärel reguleerib gaasipedaali vastavalt kiirusele, kuni diiselmootor läheb stabiilsesse tööolekusse. Käivituskiiruse ja gaasipedaali vahelise seose diagramm käivitusprotsessi ajal on näidatud joonisel 2.
Joonis 2: Käivituskiiruse ja gaasipedaali vahelise seose diagramm käivitusprotsessi ajal
III. Rikke põhjuse analüüs ja tõrkeotsing
Diiselmootori tööpõhimõtte ja käivituspõhimõtte kohaselt hõlmab selle diiselmootori käivitusprotsess peamiselt kütuse etteandesüsteemi, sisse- ja väljalaskesüsteemi, kiiruse reguleerimise süsteemi, seire- ja ohutussüsteemi ning suruõhu{0}}süsteemi.
Järgides veaanalüüsi põhimõtet "lihtsast keeruliseks, pealispinnalt sissepoole" ja lähtudes mereinseneride poolt stardikatsete käigus kokku võetud nähtustest, kitseneb rikete tõrkeotsingu ulatus.
1. Esialgne analüüs
Diiselmootor ei käivitunud juhtrežiimi kaudu (vajutades nuppu "Start" keskjuhtkonsoolil või kohalikul juhtkonsoolil), kuid see sai käivituda, avades käsitsi peamise käivitusklapi. Pealegi töötas diiselmootor pärast edukat käivitamist normaalselt, mis näitab, et silindri käivitusventiilid, kütuse etteandesüsteem, sisselaske- ja väljalaskesüsteem ning diiselmootori kiiruse reguleerimise süsteem töötasid normaalselt.
Tasub teada, et isegi kui diiselmootor ei käivitu, siis rikkenähtuste, nagu diiselmootori mittepöörlemise või käivituskiiruse 1 mitte saavutamisel, ei ole kiiruse reguleerimise süsteem ja kütuse etteandesüsteem veel töös osalenud ning esmajärjekorras tuleks arvestada teiste süsteemide riketega.
Käivitamise ajal võis kütuse väljalülitusklapp- normaalselt lülituda ning seire- ja ohutussüsteemis ei süttinud pöördemehhanismi blokeerimisventiil, mis näitab, et käivitus-solenoidklapp ja pöördeseadme blokeerimisventiil juhtõhuahelas töötavad normaalselt ja juhtõhk võis jõuda peamise käivitusventiilini.
Kuna diiselmootor sai käivituda peakäivitusklapi käsitsi avamisega, siis arvestatakse, et veakoht võib olla peakäivitusklapis.
2. Peamise käivitusklapi tõrkeotsing
(1) Struktuur ja tööpõhimõte
Selle diiselmootori põhikäivitusklapp on paigaldatud karteri kõrvale, nagu on näidatud joonisel 3, ja selle struktuur on näidatud joonisel 4. Peamised komponendid on: ülemine plokk, kolb, juhtvedru, kaitseklapp, põhivedru, peaventiil, klapipesa ja klapi korpus.
Joonis 3: Peamine käivitusklapp
Joonis 4: Peamise käivitusklapi struktuur
Pärast juhtõhu ühendamist liigutab kolb kaitseklappi allapoole. Peamine käivitusõhk klapi korpuses on ühendatud väliskeskkonnaga läbi vabastuspordi ja rõhk langeb kiiresti. Selle tulemusena võib põhiklapi välisküljele mõjuv vertikaalrõhk ületada siseküljele mõjuva vertikaalsurve resultantjõu ja põhivedru elastsusjõu, põhjustades põhiventiili ülestõstmise, avades seega peamise käivitusventiili.
Selle protsessi käigus peab kolvile rakendatav juhtõhu jõud suutma ületada juhtvedru elastsusjõu ja ülevooluklapile mõjuva gaasirõhu. Kolvi jõuseisund on näidatud valemis (2).
Kui põhikäivitusklapp avatakse käsitsi, asendab ketta pööramisega ülemisele plokile avaldatav allapoole suunatud rõhk juhtõhu jõu, põhjustades kaitseklapi liikumise allapoole.
F_kolb, juhtõhk > F_reljeefventiil, käivitusõhk + T_juhtvedru (2)
(2) Võimalike rikete põhjuste analüüs
Peakäivitusklapi tööpõhimõttest on näha, et põhikäivitusklapi avamise võti peitub vabastusklapi normaalses avamises. Seetõttu tehakse valemi (2) põhjal analüüs järgmisest kolmest aspektist:
1) Ebapiisav kontrollõhurõhk, mille tulemuseks on väike allapoole suunatud rõhk kolvile.
Lekkekohad juhtõhu torustikus või juhtõhu pistiku ummistus põhjustavad põhikäivitusventiili siseneva juhtõhu rõhu madalaks.
2) Suurenenud vastupidavus vabastusklapi allapoole liikumisele.
Kehv määrimine kaitseklapi ja juhtpuksi vahel või kaitseklapi või juhtpuksi roostetamine niiske õhu tõttu põhjustab kaitseklapi liikumise kinnijäämise ja raskematel juhtudel võib see isegi täielikult kinni jääda.
Tasub teada, et kui käivitusõhu rõhk on liiga kõrge, suureneb oluliselt ka takistus ülevooluklapi allapoole liikumisele.
3) Juhtvedru kokkusurumise raskused.
Juhtvedru on valmistatud metallist. Niiske õhu tõttu roostetamine põhjustab roosteproduktide takistamist vedru normaalsel kokkusurumisel. Liigne tsükliline kokkusurumine võib põhjustada mikro-pragusid, suurendades kokkusurumiseks vajalikku jõudu.
Lisaks võib vedru ebaõige paigaldamine häirida ümbritsevaid komponente, takistades vedru kokkusurumist.
(3) Lahtivõtmine ja ülevaatus
Pärast välist kontrollimist ja peamise käivitusklapi lahtivõtmist, et kontrollida kaitseklappi ja juhtvedru, leiti järgmine:
1) Juhtõhutorustiku ühendused olid normaalsed, ilma lekketa ja kontrollõhu ühendus ei olnud blokeeritud.
2) Kaitseklapp võis juhtpuksis paindlikult liikuda ning juhtvedrul ei olnud silmnähtavat roostet ega pinnale nähtavaid pragusid.
3) Kontrollõhupudeli rõhk oli normaalne, kuid põhikäivitusõhupudeli rõhk ületas 3 MPa, nagu on näidatud joonisel 5.
Joonis 5: Käivitusõhu rõhumõõtur
Põhikäivitusõhu kõrge rõhk on just see põhjus, miks laevainsenerid tundsid end peakäivitusklapi avamisel pingeliselt.
Kuna nii kontrollõhk kui ka põhiline käivitusõhk saadakse peamise suruõhupudeli õhu dekompresseerimisel rõhuga 4,7 MPa läbi rõhu-alandusklapi, on tõrkepunkt põhimõtteliselt lukustatud rõhu-alandusventiilina.
3. Rõhu{1}}alandusklapi tõrkeotsing
(1) Struktuur ja tööpõhimõte
Rõhu{0}}alandusklapi mudel on Q/HFJM-20A. Füüsiline objekt on näidatud joonisel 6 ja see on jagatud juhtventiiliks ja peamiseks rõhualandusventiiliks. Sisemine struktuur on näidatud joonisel 7.
Joonis 6: Q/HFJM-20A rõhualandusklapp
Joonis 7: Q/HFJM-20A juhtklapi (ülemine) ja põhiklapi (alumine) sisemine struktuur
Pilootventiil koosneb peamiselt reguleerimiskattest, reguleerimisvedrust ja reguleerimiskruvist. Peamised rõhu-alandusklapi põhikomponendid on: kolb, peaklapi ketas ja tagasivooluvedru.
Kui juhtklapi reguleerimiskate on algasendis, ei ole juhtklapi reguleerimisvedru rõhu all, juhtventiil ei avane, rõhud põhirõhu-alandusklapi kolvi ülemises ja alumises kambris on tasakaalustatud ning peaklapi ketas sulgeb tagasivooluvedru rõhu all peaventiili läbipääsu.
Kui juhtklapi reguleerimiskaant pööratakse päripäeva, surutakse reguleerimisvedru kokku ja avab juhtklapi ketta. Juhtventiili survestatud õhk siseneb kolvi ülemisse kambrisse. Kolvile avaldatakse vertikaalset allapoole suunatud survet, see ületab tagasitõmbevedru elastsusjõu ja liigub allapoole. Samal ajal liigub tõukurvarras allapoole, et avada põhiklapi ketas. Seejärel siseneb kõrgsurveõhuallikas PN1 väljundkambrisse, tekitades väljundrõhu PN2.
Samal ajal siseneb väljundkambris olev surveõhk kolvi alumisse kambrisse, toimides kolvi alumisele osale, kompenseerides kolvi ülemisele osale avaldatavat rõhku. Peaventiili ketta avanemine väheneb, kuni see saavutab tasakaalu.
(2) Võimalike rikete põhjuste analüüs
Selle rõhu{0}}alandusklapi tööpõhimõttest on näha, et väljundrõhk sõltub peamise klapi ketta avanemisest. Mida suurem on ava, seda suurem on väljundrõhk.
Juhtventiil mängib juhtrolli ja põhirõhu{0}}alandusklapil on isekompenseeruv tagasiside funktsioon. Seetõttu viiakse analüüs läbi kahest järgmisest aspektist:
1) Juhtventiili ebanormaalne seadistusväärtus.
Kui juhtklapi reguleerimiskaas on kogemata pingutatud, suurendades reguleerimisvedru eelsurve
2) Peaventiili ebanormaalne tegevus.
Probleemid, nagu tagasivooluvedru elastsusmooduli vähenemine, kolvi kinnijäämine pärast allapoole liikumist, peamise klapiketta ja klapipesa vahelise tihenduspinna kahjustus või kolvi alumises kambris oleva rõhu{0}}juhtava ummistus põhjustavad kõik peamise klapiketta avanemise esialgsest tasakaaluasendist suuremaks.
(3) Veaotsing
Juhtventiil ja rõhu{0}}alandusklapi peaventiil võeti lahti. Reguleerimisvedru ja tagasitõmbevedru vaadati visuaalselt üle ning testiti nende elastsusjõude. Samal ajal kontrolliti hoolikalt kolvi liikumise paindlikkust ja peamise klapiketta tihenduspinda. Leiti, et juhtklapi reguleerimisvedru oli vananenud.
Pärast reguleerimisvedru vahetamist reguleeriti juhtklapi reguleerimiskaas nii, et väljundrõhk oleks 3 MPa. Diiselmootorit testiti taaskäivitamiseks kohalikel ja tsentraliseeritud juhtkonsoolidel ning diiselmootor sai normaalselt käivituda.
Mereinsenerid leidsid käivituskatsete käigus, et diiselmootorit saab käivitada juhtrežiimi kaudu pärast mitut läbipuhumist{0}}. Tegelikult on selle põhjuseks see, et "läbipuhumise"{2}}operatsioonid kulutasid suruõhku. Pärast põhikäivitusõhu rõhu langemist võis kontrollõhk peakäivitusventiili uuesti avada.
IV. Järeldus
Selles artiklis analüüsitakse üksikasjalikult ja tehakse tõrkeotsing laeva diiselmootori peamasina ebatavalise käivitamise kohta. Tulemused näitavad, et tõrke põhjuseks on rõhu-alandusklapi juhtklapi reguleerimisvedru vananemine suruõhu-süsteemis, mis põhjustab põhikäivitusõhu rõhu liiga kõrgeks.
Merejuhtimise personalile esitatakse kolm ettepanekut:
Esiteks parandage igapäevase hoolduse standardimist ning hooldage ja hooldage rangelt iga komponenti ja süsteemi vastavalt tehnilistele juhenditele ja juhistele.
Teiseks tugevdage põhikomponentide sisemiste struktuuride ja konkreetsete tööpõhimõtete õppimist ja mõistmist, mis aitab kiiresti määrata rikke asukoha.
Kolmandaks, ärge keskenduge ainult peamootorile, vaid pöörake tähelepanu ka abisüsteemide mõjule masina töökindlusele.