燃油噴射系統(tǒng)是柴油機的一個重要組成部分,它將燃油提高到一定壓力并根據(jù)柴油機的發(fā)火順序和負荷大小定時定量地把燃油經(jīng)噴油器噴射到氣缸內(nèi)進行燃燒。高壓油泵是噴射系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件,是由泵殼、柱塞偶件、出油閥偶件、凸輪軸和油量調(diào)節(jié)機構(gòu)組成的,它的工作情況直接影響柴油機的正常運轉(zhuǎn)。在船舶實際運行過程中,經(jīng)常發(fā)生高壓油泵咬死的故障而導(dǎo)致柴油機不發(fā)功和滾輪受損等現(xiàn)象,下面對這一故障的原因進行分析探討。
供油系統(tǒng)所造成的高壓油泵柱塞副咬死是最常見的。燃油在進入主機前通常存在沉淀、粗濾、分油機分離、精濾和黏度控制等多個環(huán)節(jié)。其中,對分油機而言,它的功能是清除燃油中的雜質(zhì)和水份，所以做好分油機的清潔和維護保養(yǎng)工作對防止柱塞副咬死、減少機械設(shè)備的磨損是非常重要的。
要做到經(jīng)常性的拆開清洗分離片及本體內(nèi)部。燃油在進入分油機前通常需要加熱以控制黏度,黏度控制是否得當(dāng)將直接影響分油機的分油效果,所以要注意控制進分油機的燃油溫度和黏度。
此外,精濾器也是非常重要的,它是阻止雜質(zhì)進入燃油噴射系統(tǒng)的最后一關(guān),精濾器要做到經(jīng)常清潔,特別是新造船,試航前很重要的一項工作就是清洗濾器。
另外一方面,燃油本身的質(zhì)量所造成的柱塞副咬死也經(jīng)常出現(xiàn),一些投機供油商往往簡單處理一下機油中的有毒物質(zhì)和污染物并摻入重質(zhì)燃料油進行交易。而廢機油中鐵、鈣、鉛、鋅含量是很高的,摻入了廢機油的重油在經(jīng)過霧化加熱器后不穩(wěn)定性急劇增加,大量析出金屬雜質(zhì),通常,霧化加熱器后的濾器孔徑要比霧化加熱器前的孔徑要小,部分金屬雜質(zhì)必定會通過濾器而進入高壓油泵拉傷柱塞。此外,由于柱塞偶件的間隙是μm級的,燃油系統(tǒng)本身的清潔也是非常重要的,日用油柜和濾芯也要經(jīng)常清洗,對于新造船特別要做好管路串油沖洗管路中的焊渣以防止金屬顆粒進入油泵。對于燃油系統(tǒng)的這些原因,可以通過檢查柱塞的拉痕進行分析,一般多集中在上部,大多從柱塞頂部就開始拉傷了。
船舶管理人員對柴油機的維護管理是非常重要的,只有充分認識燃油系統(tǒng)各部件的功用并按照它們的特性去維護和調(diào)整才能有效防止高壓油泵卡死?？傮w來講,操作管理要從保持高壓油泵偶件受熱均勻的角度出發(fā)。
常見的燃油回油閥只是一個普通的截止止回閥,起到一個燃油止回的作用,但有些柴油機的燃油回油出口設(shè)有恒壓閥,當(dāng)恒壓閥在調(diào)定壓力工作時,恒壓閥的進油口處于開啟狀態(tài)使作用在變量活塞上的油壓力和彈簧推力相等,變量活塞平衡在某一位置工作。若柴油機負載加大,則回油壓力升高,作用在變量活塞上的壓力差使變量活塞發(fā)生移動,閥的流量增加,直至壓力降到調(diào)定恒壓力,變量活塞又回平衡位置工作。所以,可根據(jù)需要,通過調(diào)整恒壓閥體上的彈簧預(yù)緊力可獲得主機供應(yīng)商所推薦的燃油進機壓力。此恒壓閥對高壓油泵從高負荷運轉(zhuǎn)到停車后,如果不及時調(diào)整該恒壓閥的開度,那么船舶處于停機狀態(tài)時,高壓油泵得不到燃油的有效循環(huán)加熱便會逐漸冷卻,當(dāng)再次投入運行時,高溫燃油一下子進入已經(jīng)冷卻的高壓油泵,柱塞和套筒一旦受熱不均就會出現(xiàn)膨脹速度不一致,這時出現(xiàn)油泵咬死則是不可避免的。輕重油轉(zhuǎn)換和重油間轉(zhuǎn)換時的溫度和黏度控制也是非常重要的,應(yīng)避免混油,盡量保持油品的穩(wěn)定性。不同的燃油其進機黏度和溫度的推薦值是不一樣的,黏度計不準(zhǔn)和溫度控制系統(tǒng)的滯后往往會造成進機黏度的不當(dāng)而拉傷柱塞,而磨下的金屬顆粒又會繼續(xù)拉傷柱塞,此類原因造成的拉痕大多集中在柱塞的下部。
使用高秒數(shù)的柴油機有很高的燃油進機溫度,在柴油機停車的時候如果空載運行時間太短,會造成柱塞偶件脹縮太快,如果缺少必要的潤滑,那么柱塞在停車的時候就已經(jīng)處于微咬的狀態(tài),對于套筒上有專門的潤滑油注油孔的高壓油泵來講,如果停車時滾輪停在燃油滾輪較高位置,柱塞剛好處于注油孔的位置的時候,該缸柱塞頭在下次啟動的時候就處于干燥狀態(tài),必然會引起油泵柱塞卡住。對于高壓油泵的滑油系統(tǒng),為了避免柱塞偶件潤滑條件的惡化,還需要引起注意的就是滑油的質(zhì)量和潤滑通道的清潔,必須加強對滑油的分離,定期更換油泵中的密封圈和曲拐箱滑油以保持滑油的品質(zhì)。
柱塞偶件的工作環(huán)境是高溫、高壓和往復(fù)相對運動,因此偶件在工作中會產(chǎn)生熱膨脹,套筒是固定在高壓油泵的本體上的,其產(chǎn)生的熱量可由油泵本體傳導(dǎo)出去,而柱塞產(chǎn)生的熱量則很難及時傳導(dǎo)出去,如果該精密偶件的配合間隙過小,柱塞就很容易卡死。從高壓油泵的結(jié)構(gòu)來看,柱塞在套筒內(nèi)作往復(fù)運動,齒條帶動齒圈及轉(zhuǎn)套帶動柱塞旋轉(zhuǎn)來改變供油量。套筒是靠定位螺釘固定在高壓油泵本體上的,因此套筒上的定位孔尺寸很重要,深了,雖然能旋緊但起不到固定套筒的作用;淺了,定位釘旋緊后將會頂歪套筒。這就會造成套筒的中心線和柱塞的中心不同心,從而減小了偶件的配合間隙,運行起來后柱塞就會卡死在套筒內(nèi)。此外,高壓油泵是通過拉緊螺栓、螺母固定在柴油機機體上的,當(dāng)柴油機運行時產(chǎn)生很大的振動,有時螺母會振松,這時高壓油泵的頂升機構(gòu)就會在彈簧的作用下向外傾斜。泵體的傾斜對高壓油泵的齒條產(chǎn)生作用力,這個作用力通過轉(zhuǎn)套而影響柱塞在套筒中的正確位置,同樣造成了柱塞的中心線和套筒的中心線不重合,而導(dǎo)致柱塞卡死在套筒中。
引起柴油機高壓油泵卡死的原因非常多,分析原因主要要從其故障特點和其結(jié)構(gòu)出發(fā),充分了解每一個部件的作用和工作特點對防止和排除故障是非常重要的。
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