《船舶電控柴油機的常見故障研究和管理技術研究》5500字（論文）

目錄1引言 12船舶電控柴油機的常見故障 22.1低壓油路故障 22.2高壓管件以及共軌管故障 22.3電子控制系統(tǒng)故障 33船舶電控柴油機故障管理技術 53.1電控柴油機機械設備管理要點 53.2電控柴油機電子設備管理要點 63.3強化輪機管理人員的意識 74結論 8參考文獻 10摘要：現(xiàn)如今船舶上使用的基本為進口的電控柴油機，電控柴油機則以其性能穩(wěn)定、操作方便、精確控制等優(yōu)勢成為了當今船用領域研究熱點之一，同時隨著技術的逐步完善，在全球范圍內(nèi)船舶上得到了普及。但是由于其起步較晚，電控柴油機還存在著許多問題亟待解決。本文將從三個方面對電控柴油機常見故障及管理技術進行探討：首先介紹船舶電控柴油機當前在船舶上的發(fā)展現(xiàn)狀和相關特點，其次說明船舶電控二沖程柴油機使用中常見的問題，例如油路的泄露、燃油和滑油的變質(zhì)等，最后提出提高我國電控柴油機管理技術的應對措施，主要對策為提高船舶機艙人員的專業(yè)技能以及操作規(guī)范，通過不斷的對機艙設備的學習，有效的將各種事故扼制在萌芽中。關鍵詞：電控柴油機；故障；管理技術1引言隨著科學技術的發(fā)展船用電控二沖程柴油機在節(jié)能、環(huán)保、自動化水準等方面取得了長足的進步，同時結構及零部件的復雜多樣，導致其故障源增多，故障現(xiàn)象復雜，故障測試裝置安裝難度大，導致船舶機艙輪機員的工作難度增大，遇到故障難以及時解決。船舶電控二沖程柴油機由于船舶電控二沖程柴油機系統(tǒng)的復雜性及其在機械、電子、液壓等領域的應用，使得船用電控二沖程柴油機的故障診斷非常困難。目前的故障檢修技術僅限于柴油機部件或子系統(tǒng)，難以在實踐中快速、無誤地判斷故障的源頭。本文針對多數(shù)的常見船舶電控二沖程柴油機故障進行匯總，并總結歸納了主機常見的故障狀況及日常檢查保養(yǎng)策略。旨在提高輪機員在船用電控二沖程主機實際故障檢修的能力，并且做到可以準確、快速地判斷甚至預測常見故障的特征和位置。確保主機故障率的大幅降低，船員的檢修工作效率大幅提升，船舶主機的重大事故的發(fā)生率有次降低，同時還能保證船上人員的人身安全，使船舶裝置的使用效率及壽命得到延長，維護保養(yǎng)工作的完成度更好，船舶的經(jīng)濟收益能力得到提升，使我國的航海事業(yè)在面對疫情的沖擊時有更多應對策略，為我國的海洋強國戰(zhàn)略的實現(xiàn)貢獻新的智慧。2船舶電控柴油機的常見故障2.1低壓油路故障低壓管路大多數(shù)情況下由具有完成除水泵油的燃油粗濾器、燃油精濾器和進回油管與組件之間的燃油管路組成。低壓管路在這套系統(tǒng)中主要作用是泵取油料。如果柴油進入到低壓管路后不能被完全抽出，就會出現(xiàn)油道堵塞現(xiàn)象，從而形成高壓工況下燃油霧化而造成供油不足。當存在部分氣體未被排出而滯留在低壓管路中時，軌壓的建立環(huán)境會難以穩(wěn)定，船舶主機的順利啟動影響。低壓油路長度越長，導致體積越大，會使存氣量也大大增加，既而導致管道進油阻力幾何倍增長。由于油路設計之時沒有考慮到排氣，此時只能依靠電動泵的運行去排氣，所以很難將低壓管路中的氣體全部泵入燃油系統(tǒng)，此時油泵會在工作中受到極大的阻力，使得燃油難以回流到油泵中，從而造成船舶主機啟動的困難。圖1BOSCHCB08燃油系統(tǒng)原理圖2.2高壓管件以及共軌管故障2.2.1閥件的密封處泄露某1200標準集裝箱船于2012年下水開始航行，主機為MANB＆W公司的ME-B型電噴柴油機。在主機運行時出現(xiàn)液壓壓力衰減時間過短報警，這是由于閥件密封處材料原因和工作環(huán)境惡劣，經(jīng)常容易出現(xiàn)泄露等問題，包括活動部件閥桿密封處也是如此，在長時間的運動振動中容易泄露，也會由于密封環(huán)松動或老化而產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象。這不僅造成了巨大的資源浪費，還對設備和環(huán)境帶來一定程度上的污染。因此，加強對閥件密封性的檢查至關重要。O型圈經(jīng)常在閥門多次開啟和關閉后斷裂損壞，這就需要機艙中負責該設備的輪機員應該對每個閥塊進行更多的檢查，以便在事故發(fā)生不久后，及時發(fā)現(xiàn)泄漏，工作人員第一時間使用備用密封圈進行替換維修，最終使閥件密封處和包含的活動部件的閥桿密封在正常穩(wěn)定的工況下工作。2.2.2伺服油泵的軸封泄露某遠洋船舶主機為瓦錫蘭RT-flex50B電控二沖程柴油機，在燃油噴射過程中,伺服油泵一直穩(wěn)定在200MPa左右的高壓工況下工作。經(jīng)過長時間的運動疲勞磨損，在伺服油泵的內(nèi)徑圈會在油壓略高的工況下，軸封會因壓力較高出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。由于伺服泵是一種密封性能要求比較高的液壓油源，一旦發(fā)生泄漏，將會給船上的安全生產(chǎn)帶來極大隱患。因此，必須對其進行定期檢查與維護。機艙值班輪機員發(fā)現(xiàn)泄露問題發(fā)生后，必須立即進行保養(yǎng)維修，以確保油泵的密封可以滿足正常工作運行，并將船舶主機工況調(diào)整至在正常的伺服油壓下工作，避免船舶主機在發(fā)生軸封泄漏現(xiàn)象時而不能正常工作。2.2.3高壓油管中混入氣體對油路的檢查不僅局限于低壓油路的內(nèi)部是否存在氣體，如果船舶主機仍然很難啟動，應對高壓油路的內(nèi)部進行檢查。如果是噴油泵出了問題，則必須更換。否則，可通過調(diào)整供油提前角或加大節(jié)流閥開度來解決。在檢查中若發(fā)現(xiàn)高壓油路存在氣體，則值班輪機員立馬進行排氣。維修過程是：首先是松開有問題的高壓油管，既而使柴油機緩慢運行，待柴油機運行后會驅(qū)動高壓管路中燃油流動，觀察高壓管路流出的氣體，待氣體消失后說明故障得以修復。2.3電子控制系統(tǒng)故障2.3.1傳感器故障在Sulzer7RT-flex60C電控柴油主機上工作時需要各種傳感器對其進行信號采集，布置的各種傳感器通過不同的電線和插頭交互連接在一起，數(shù)量龐大的傳感器在柴油機造成劇烈的振動中，容易出現(xiàn)傳感器連接不緊密甚至出現(xiàn)斷路等嚴重現(xiàn)象，導致檢測的數(shù)據(jù)出現(xiàn)波動失真不準確。檢測探頭有時可能被油污附著，導致測量數(shù)據(jù)有誤。負責檢測曲軸運行角度的傳感器，聯(lián)合收集柴油機燃油噴射、排氣閥啟閉、氣缸油噴油等信息一同傳入控制單元的。因此對它的正確使用與維護顯得尤為重要。傳感器安裝前的檢查包括注意溫度的高低及有無異常聲音、保證傳感器能長期正常運轉(zhuǎn)、定期清除污垢等。圖2電感式傳感器2.3.2電磁閥門破損MANB&WME-B系列船用電控柴油機上ELFI(ElectronicFuelInjection)的電磁閥在操作柴油機燃油系統(tǒng)運行中起著關鍵的作用。電磁閥工作中偶爾也會發(fā)生故障，具體為發(fā)生不規(guī)則的運動，數(shù)據(jù)嚴重偏離正常運行工況。產(chǎn)生這種故障的基本原因是：船舶柴油機運行中產(chǎn)生的振動振幅較大，既而線圈過載，電流變大出現(xiàn)燒壞等，同時振幅變大使電磁閥工況環(huán)境惡化造成額外磨損，燃油品質(zhì)因此受到影響，摻入雜質(zhì)變多等惡劣的事故。隨著終端電腦和前端傳感器對當前工況的數(shù)據(jù)綜合處理，柴油燃料系統(tǒng)將注入合適的燃料對船舶主機進行調(diào)整，會產(chǎn)生比傳統(tǒng)柴油機更好的調(diào)解效果。圖3共軌電磁閥開關定時欄2.3.3氣缸油電子注油器故障某遠洋貨輪主機的型號為MANB&W6S35ME-B，用于氣缸潤滑的系統(tǒng)為ALPHA電子注油系統(tǒng)，有時會出現(xiàn)電子注油器警報，顯示為斷油警報。發(fā)生此類故障后會時船舶柴油機降速，不利于船舶的正常工作，倘若遇到極端天氣會造成嚴重的后果。此類故障可將其相關的電磁閥插頭斷開，如果出現(xiàn)反饋指示燈不亮，則可以斷定為是內(nèi)部的活塞行程受限，停留在柱面處不可運動。如果指示燈亮起，則為探頭傳感器的故障。圖4氣缸電子注油器結構原理3船舶電控柴油機故障管理技術3.1電控柴油機機械設備管理要點3.1.1滑油系統(tǒng)的維護影響潤滑油質(zhì)量主要因素為潤滑油粘度過大，潤滑油粘度是造成滑油污染的直接原因之一，同時也是造成潤滑不良的一個重要方面，還會增加磨損，減少使用壽命乃至造成機件損壞。影響自沖濾器工作的因素則為供油不均勻，正常情況下，噴油泵應定時定量地向油箱內(nèi)加注適量的柴油和適當比例的液壓油。如果油量不足會引起堵塞。所以在使用前一定要嚴格把關。因此，在使用中要注意以下幾個方面的問題：1.檢查保養(yǎng)：定期更換濾芯，經(jīng)常清潔機油泵和噴油器等部件，保持油箱內(nèi)干凈整潔，防止油污污染；2.潤滑脂質(zhì)量差，一般來說，潤滑脂具有良好的粘度和溫度，抗氧化性強，熱穩(wěn)定性穩(wěn)定，但當溫度過高或過低時，很容易分解變質(zhì)，導致潤滑脂失去原有的性能，加速潤滑失效；3.機油壓力低：潤滑油壓力低，會增加活塞與缸套之間的間隙，增加摩擦副之間的損耗，縮短活塞壽命。圖5主機燃油系統(tǒng)3.1.2共軌油壓管路的密封共軌油壓系統(tǒng)的壓力比較燃油共軌普通導軌20MPa、100MPa，在使用過程中一定要注意燃油共軌的密封性，必要時可以降低普通導軌的壓力。如何正確維護和保養(yǎng)液壓系統(tǒng)定期清洗油路，對于高壓油管和附件，應及時清除雜質(zhì)，以保證足夠的供油。如果需要更換新液壓泵，應在拆卸高壓油管和附件之前將總成拆除。如發(fā)現(xiàn)問題不及時處理會導致泄漏量增大，甚至發(fā)生漏油事故。如果油箱里有任何雜物，用干凈的柴油清洗干凈，再用壓縮空氣吹滅。3.1.3合適的主機爆發(fā)壓力某輪SulzerRTFlex柴油機在使用過程中，主氣缸蓋經(jīng)常出現(xiàn)裂紋，而主軸承下瓦的下瓦也出現(xiàn)嚴重磨損，據(jù)分析，這是由于主缸爆發(fā)壓力大造成的。降低爆發(fā)壓力，故障現(xiàn)象消失。而如果升高爆發(fā)壓力，則會出現(xiàn)噴油提前角增大，燃油消耗率增加以及排氣溫度上升等問題。此外，還可能導致高壓油管發(fā)生斷裂等嚴重事故。所以，在不影響主機燃燒工況和功率輸出的前提下，適當柴油機柴油機的爆壓，更有利于柴油機的管理。3.2電控柴油機電子設備管理要點3.2.1電子控制閥的保養(yǎng)電子控制閥(電磁閥)是共軌油壓系統(tǒng)控制元件中的重要元件。因此，在日常管理中，應特別注意電子控制閥的維護和保養(yǎng)。電子控制閥的使用情況和注意事項：首先，應定期對電子控制閥進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時排除；其次，要保證其正常工作，必須有足夠的清潔程度。否則，容易發(fā)生故障。如果滑油的清潔度不符合要求，可能會造成電子控制閥運動的延遲或堵塞，或增加電子控制閥的磨損，造成動作誤差，甚至不作為。3.2.2傳感器的維護電控柴油機使用大量傳感器，傳感器移動頻繁，在高溫、振動等情況下，容易損壞。傳感器損壞會導致控制系統(tǒng)誤作，尤其是在惡劣條件下工作的傳感器，如將柴油機氣缸的溫度和壓力側(cè)移的傳感器，應特別注意。還應定期檢修溫度傳感器、氧傳感器、測氧儀和噴油器，并處理其接線端子。對于使用過程中出現(xiàn)問題的傳感器要及時更換或維修。當傳感器發(fā)生短路時，應立即切斷電源；同時檢查導線是否有斷裂現(xiàn)象。如果發(fā)現(xiàn)斷線則應重新焊接連接好。此外，由于發(fā)動機中存在各種腐蝕介質(zhì)，如水垢、酸性物質(zhì)等，也容易造成傳感器的故障和故障，因此應經(jīng)常清洗。3.2.3電控柴油機軟件的應用注意電控柴油機軟件中的故障提示和相關參數(shù)的調(diào)節(jié)。例如，某輪電控柴油機噴油器的一個車輪經(jīng)常發(fā)生故障，只有當輪機人員在噴油器上尋找原因，但無果時，對噴油器的針閥運行參數(shù)進行軟件修復才能解決這個問題。因此，輪機管理人員應熟悉系統(tǒng)軟件的使用，使用軟件可以快速找出故障原因。維修電控柴油機時，首先要檢查燃油噴射系統(tǒng)是否正常，其次要認真閱讀電控柴油機說明書，掌握正確的操作方法和步驟。第一燃油壓力過低或過高都會使發(fā)動機工作不良；其次是溫度過高也容易引起燃燒不充分，造成燃料消耗增加；第三就是機油粘度過大，影響潤滑效果。對于有故障的電控柴油發(fā)電機組，一定要盡早排除故障。3.3強化輪機管理人員的意識首先，應努力防止船舶失事對機艙設備損壞造成損害，這是一項優(yōu)先應急處理措施。其次，要確保船上所有人員在第一時間發(fā)現(xiàn)并及時進行處置，這是非常重要的一個方面。最后，輪機管理人員必須具備較高的安全意識及豐富的實踐經(jīng)驗。做好安全防范工作。主機發(fā)生故障時，輪值輪機員應當及時向值班駕駛員報告主機故障，提醒值班駕駛員落實應急預案，避開其他障礙物，并采取盡可能多的控制措施，減少和防止船舶海難的發(fā)生。其次，要能夠迅速查明故障原因，發(fā)現(xiàn)問題及時向輪機長報告，按照輪機長的指令進行維修。機艙設備故障會導致船舶主機減速或停止，進而導致一系列的警報。此時應優(yōu)先尋找第一個警報點，這可能是一系列報警信號的來源。然后處理這個問題。機艙內(nèi)的各種管路、閥門、電路等設備，經(jīng)常處于高溫、高鹽、噪音、震動等環(huán)境中，容易發(fā)生故障，其中最主要的是船舶主機，經(jīng)常發(fā)生故障或造成嚴重事故，對船舶的正常航行造成很大的影響。所以離不開一支高效的輪機團隊，不僅需要輪機員的業(yè)務水平過硬，還需要輪機長能夠統(tǒng)籌兼顧、妥善處理、高效指揮。所以必須要加強船員培訓，提高其綜合素質(zhì)；加大安全管理力度，確保船上人員的人身安全；做好日常維護保養(yǎng)工作，避免由于使用不當或不正確使用造成機器損壞。同時，輪機管理人員不斷學習、研究其他船舶的應急處置案例，提高自身的專業(yè)水平。4結論船舶機艙輪機的工作環(huán)境千差萬別，造成發(fā)動機故障的安全因素也各有不同，特別是電控柴油機上運用了很多先進的計算機操縱技術，而機艙長期處于船舶底部，工作在震動、噪音、潮濕、高溫等不良環(huán)境中，這迫使機艙輪機員要有較高的業(yè)務水平，而且要有靈活的情景意識能力，可以做到第一時間發(fā)現(xiàn)和打破失誤鏈。在日常工作中，我們可以從一些典型的事故分析中獲得經(jīng)驗與教訓，這些經(jīng)驗與教訓對提高輪機管理水平具有重要作用。但由于人為因素所導致的事故也屢見不鮮，安全管理體系和設備說明書只能提供有限的程序幫助，學習和研究他人的緊急情況是在各種緊急情況下獲得更多情景意識的一種快速有效的方法。

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