① 船用柴油機各缸負荷分配不均的原因有哪些怎麼調整
一,封缸運行
船舶在航行時,當柴油機的一個或一個以上的氣缸發生了故障,一時無法排除,此時可採取停止有故障氣缸運轉的措施.
根據船舶規范要求,六缸以下的柴油機,應能保證在停掉一個氣缸的情況下繼續保持運轉;缸數多於六個的柴油機,應能保證在停掉兩個氣缸的情況下保持運轉.所以停掉一二個氣缸,柴油機轉入應急運轉,是可以維持船舶繼續航行的.
1.單缸停油
這種只採取停油而不拆除運動部件的封缸運行又叫減缸(或停缸)運行.具體步驟:
1)利用停油機構(專用工具)將高壓油泵柱塞下方的滾輪抬起,使滾輪與凸輪脫離接觸,該缸噴油泵則停止工作;
2)也可用打開該缸噴油器上的回油閥的辦法使燃油停止噴入氣缸.但不要採取關閉該高壓油泵進油閥(如果裝有的話)的辦法來停止供油,以免噴油泵偶件因干摩擦而咬死.
單缸停油後,還應採取下列措施:
1)適當減少該缸的潤滑和冷卻.
2)打開該缸的示功閥.
2.只拆除活塞組件的封缸運行
只作拆除活塞組件(包括活塞桿填料函)處理.連桿和十字頭仍留在機內隨曲軸一起運動.
除採取單缸停油措施外,還需要進行下列處理:
1)用專用工具封住活塞桿填料函箱孔.
2)關閉該缸冷卻液進出口閥,並封閉活塞冷卻系統.
3)彎流掃氣的柴油機,要用專用工具封住氣缸的排氣口,直流掃氣或四沖程機,根據具體情況將氣閥鎖住在常關的位置.
4)拆除通向該缸起動閥的所有管路,並用封頭將該缸的空氣管路堵死.
5)某些類型的柴油機,為了保證十字頭,連桿大端的正常潤滑,應將十字頭上活塞桿的安裝孔封住.
3.活塞,連桿,十字頭都拆掉的封缸
除了採取單缸停油及上述拆除活塞封缸運行中的2,3,4項措施外,還應進行下列處理:
1)封閉該缸的潤滑系統.
2)用專用工具封閉該缸曲柄銷上的油孔.
不論採取上述哪一種封缸運行時,除了規定的處理措施外,都必須注意下面幾點:
1)減小油門,降低柴油機的轉速以防止其餘各缸超負荷及船體,機體等因封缸而引起的劇烈振動,直至消除.
2)限制各缸的燃油供油量,使它的排氣溫度不超過正常運行時的規定值.
3)告知駕駛台,不應頻繁換向,應將起動次數減少至最低限度.
二,停增壓器運轉
如果損壞的增壓器不能就地修理好,船上又無備品更換時,通常採用停增壓器運行.具體做法如下:
1)航行中,如果時間緊迫,要求盡快恢復航行而又無法在極短時間內修復時,可採取將增壓器轉子鎖住的應急措施,用專用工具在渦輪端將轉子軸卡死,使其不能轉動,重新起動柴油機運轉——叫鎖住轉子後運行法.
2)如果仍需運行較長的時間,而又有較充裕的時間進行處理時,可採取在最短的時間內將增壓器轉子拉出,並用專用蓋板將殼體兩端隔開和將兩端蓋封住,以保證柴油機仍可繼續運行——稱拆除轉子法.抽出轉子後,應停止增壓器滑油的供給.
四沖程柴油機作非增壓器運行時,相當於非增壓柴油機,仍可靠活塞的往復運動吸入新氣和排出廢氣,因此要將柴油機的轉速降得較低.
二沖程機的增壓系統和換氣條件都比四沖程機復雜,要根據具體條件進行應急處理.
1)單獨增壓系統的增壓器損壞時,可開動應急鼓風機.
2)串聯增壓系統的增壓器損壞時,應把損壞的增壓器的轉子固定,並打開掃氣箱的端蓋板,以便掃氣泵能直接從外界吸入空氣,防止掃氣箱內產生負壓.
3)並聯增壓系統的增壓器損壞時,可利用活塞下部空間供氣.
不管是四沖程柴油機還是二沖程柴油機,採取停增壓器運行時,都應減小供油,降低柴油機的負荷及轉速,務必使柴油機的排氣溫度不超過規定的數值.
三,拉缸時的應急處理
拉缸現象是指柴油機活塞組件與氣缸套工作表面互相作用而出現刮痕,燒傷和咬死等損傷.根據損傷程度的不同,通常又把這些刮痕,燒傷和咬死分別叫做劃傷,拉缸和咬缸.
活塞環與缸套之間的拉缸通常發生在柴油機運轉的初期,一旦磨合結束,就幾乎不再發生.
活塞裙部與缸套的拉傷則往往在磨合期後並穩定運轉了數千小時之後發生.
1.造成拉缸的原因
1)氣缸潤滑不良,滑油品質差,注油器或注油系統發生故障.
2)長時間超負荷或負荷不均勻,使某些氣缸和活塞過熱.
3)冷卻不當,冷卻水溫過高或過低.
4)運動部件對中不良,引起偏磨等.
2.發生拉缸時的徵兆
1)氣缸,活塞冷卻液出口溫度明顯升高.
2)可以聽到活塞與缸壁間干摩擦的聲音.
3)曲軸箱和掃氣口溫度升高,有時有煙氣冒出.
4)嚴重時,轉速明顯下降,甚至自行停車.
3.應急處理
1)發現有拉缸徵兆時,應立即減油降速.
2)用專用工具把發生拉缸事故的那一缸作單缸停油.
3)用手搖動氣缸注油器以加強該氣缸的潤滑.
4)打開該缸示功閥,釋放氣缸內的壓力.
5)加強對活塞的冷卻.
四,柴油機敲缸
柴油機在運行中發出有規律的不正常聲響或敲擊聲,這種現象稱為敲缸.敲缸又常分燃燒敲缸和機械敲缸兩種.
燃燒敲缸:活塞行至上死點附近時發出尖銳的金屬敲擊聲稱為燃燒敲缸,又叫熱敲缸.此時若繼續運行下去,則柴油機的最高爆發壓力異常升高,各部件熱應力增大,在沖擊力的作用下,運動部件磨損過快,並容易導致損壞.
機械敲缸:因運動部件和軸承間隙不當,常常引起鈍重的敲擊聲或摩擦聲,多發生在上,下死點或剛越過上,下死點時,這種現象稱為機械敲缸或叫冷敲缸.
若要判斷屬哪一種敲缸,可用降低柴油機轉速或切斷燃油供應的辦法,若敲擊聲隨之消失,即為熱敲缸;若敲擊聲仍不能消除,則可能是機械敲缸.可用金屬聽診棒作進一步探查,並確定敲缸發生的部位.
1.造成敲缸的原因
1)熱敲缸可能是噴油過早,噴油器有故障,超負荷運行和燃油品質差等引起的.這種故障也可用測取示功圖的辦法進一步分析判斷.
2)機械敲缸則可能是由於氣缸套上部磨出凸台,運動部件中心線不正,各軸承間隙過大或產生偏磨,氣缸套嚴重磨損或主要部件緊固螺栓松動等原因造成.
2.發生敲缸時的應急處理
1)先減油降速,以免造成機件損壞.
2)若判斷為熱敲缸,應對影響燃燒的設備進行檢查和調整.
3)若確診為冷敲缸,則應對有關機件進行調整,緊固,修理或更換.
五,掃氣箱著火
1.掃氣箱著火的外觀表現
掃氣箱著火表現為排氣溫度升高,排氣冒黑煙,柴油機轉速下降,掃氣溫度高,掃氣箱過熱甚至表面變色,油漆脫落以及增壓器會發生喘振等,當打開掃氣箱放殘旋塞檢查時,會有煙霧和火花噴出.
2.掃氣箱著火的原因
1)掃氣箱內積聚有可供燃燒的物質:燃燒產物經氣缸和掃氣口漏入以及過多的氣缸油或沒燃燒的燃油沉積在掃氣箱內蒸發而成很容易著火的油氣混合物
2)高溫火源:由於燃氣下竄或掃氣壓力過低,廢氣倒流入掃氣箱而造成溫度過高.
3.掃氣箱著火的預防措施
1)定期檢查和清掃氣空間,避免積聚過多的油污;每班逐個打開排放閥並放掉殘油殘水.
2)控制適當的掃氣溫度.
3)避免長時間低速運行,以免燃燒不良.
4)避免超負荷運行,超負荷運轉會加劇磨損和燃氣泄漏.
5)定期檢查缸套,活塞,活塞環的技術狀態,磨損超過極限值或有損壞時應及時修理或更換.
6)正確調整噴油泵的供油定時和噴油器的霧化質量.
4.掃氣箱著火時的應急處理措施
1)降低柴油機的轉速,切斷著火缸的燃油供應,適當加大著火氣缸的滑油注油量.
2)火勢不嚴重,可待積油燒完為止;火勢嚴重,應立即停車,採取滅火措施,用轉車機盤車.
3)採取滅火措施時,首先考慮用蒸汽進行箱內滅火;如火勢很猛,可用CO2滅火.必要時也可用熱水噴射掃氣箱外殼以降低其溫度.
4)火撲滅後,一般情況下過5～15分鍾後,可重新恢復被切斷燃油供應的氣缸的供油,起動柴油機,緩慢加速,並將氣缸注油量調至正常.
六,曲軸箱爆炸
1.造成曲軸箱爆炸的原因
1)曲軸箱內的油霧達到可爆燃的混合比,這是爆炸的基本條件.
2)曲軸箱內出現高溫熱源,這是發生爆炸的決定因素.
2.應急處理
徵兆:曲軸箱發熱,透氣管冒出大量油氣或嗅到很濃的油焦味或油霧探測器報警,應迅速減油降速.
爆炸:立即關油停車,並立即採取滅火措施,打開機艙通風天窗等讓油煙迅速排出,但不可馬上打開曲軸箱道門,以防新鮮空氣竄入引起第二次爆炸.應間斷性地盤車,以防運動部件咬死.
七,柴油機飛車時的應急處理
轉速急劇升高,大大超過標定轉速,這種現象叫柴油機飛車.
引起柴油機飛車的原因主要有:①調速器損壞或失靈;②軸系裂斷或螺旋槳失落而造成空負荷;③或在大風浪中螺旋槳露出水面等.
應急處理:輪機管理人員若遇到柴油機飛車,①應立即減油或停車檢查原因.②如果操縱手柄停不了車,應採取切斷供油或堵死進風口的辦法,迫使柴油機停車.③停車後,應立即盤車,以防卡死.
八,煙囪冒火
1.煙囪冒火的原因
1)油霧燃燒所形成的火花
這種火花在白天不易發現,在黑天可看到細小而短的淺粉紅色火花從煙囪中冒出.
多發生在柴油機超負荷,部分氣缸燃油霧化較差或氣缸空氣供應不足等情況下,使氣缸內噴入的燃料不能完全燃燒,氣缸內過量的油霧或微細油珠被高溫排氣直接帶出煙囪時遇氧而燃燒.
2)殘油燃燒所形成的火花
此類火花形狀較上述稍長,顏色也稍深,由煙囪沖入天空並隨風飄流後自行熄滅.
一般發生在柴油機部分噴油器滴油或在低負荷運行中燃燒不良的情況下,尤其當排煙系統的溫度,壓力長期偏低時,尚未燃燒的油分常常積存在排煙道內,即使被帶出煙囪,也難以被低溫燃氣所點燃.
3)煙灰沉積物燃燒所形成的火花
從煙囪排出的火花,大多是板狀.這類火花亮點較大,呈黑紅色,持續時間較長,有灰分及不同形狀團體顆粒伴隨火花同時從煙囪沖出,常常落在甲板上還繼續燃燒,容易引起火災.這類煙囪冒火最為常見,危險性也最大,其原因有:
(1)燃油質量差.
(2)燃油的噴油設備不完善或故障,不完全燃燒使排氣中的含油物質增加.
(3)氣缸潤滑油的注油量太大.
(4)氣缸進氣系統工作不完善.四沖程柴油機換氣條件優於二沖程柴油機,所以發生煙囪冒火的情況也少些.
(5)廢氣鍋爐臟堵.
2.煙囪冒火的預防措施
(1)使柴油機氣缸內的燃燒保持良好狀態;
(2)加強對各缸燃燒過程的監測,及時發現不正常情況;
(3)加強廢氣鍋爐的管理,保持良好的燃燒效果;
(4)選用合適的除炭劑等化學品,定期向排煙管或廢氣鍋爐內投放,以便於預防結垢和清通系統,使管壁上的積炭等軟化,脫落,甚至降低燃點後燃燒;
(5)為保證油輪的安全,煙囪內裝有噴水滅火裝置,防止煙囪冒火.
3.應急處理
(1)若出現第一類火花,應立即降低柴油機負荷或慢慢停車.
(2)若出現第二,三類火花,在環境允許的條件下應讓其繼續"噴冒",使排氣系統內的油性沉積物盡量吹掉,燒盡.
(3)除火勢過猛對別缸或局部排煙管過熱需降速外,必須盡量使柴油機保持較高負荷運行.
(4)不要輕易使用滅火設備,特別是CO2滅火設備,以防止高溫金屬因溫度急劇降低而產生炸裂.
九,連桿螺栓斷裂
根據日本海事協會對船用柴油發電機損傷事故的調查,對連桿螺栓的斷裂位置和原因統計歸納,斷裂位置:
(1)在螺紋部分斷裂的佔46%;
(2)在中央圓角處斷裂的佔40%;
(3)在螺栓頭根部斷裂的佔10%.
1.斷裂原因
(1)由於疲勞,佔40%;
(2)忘記裝防止螺帽轉動的開口銷等,佔25%;
(3)上緊不良,佔13%;
(4)圓角不足等設計加工不良,佔12%;
(5)材料本身存在缺陷,佔6%.
2.對連桿螺栓的檢查
(1)使用放大鏡或肉眼檢查有無缺陷,特別要注意檢查螺栓的頭部,螺紋與螺紋根部.
(2)用牙規和直尺檢查螺紋的螺距和彎曲情況.
(3)裝上螺帽,看其是否過松,來檢查螺紋的磨損情況.尤其要檢查螺帽和螺栓頭部與軸承的接觸面是否均勻接觸,貼合是否好.
(4)將螺栓用絲繩吊起來,用手錘敲打,與新的螺栓比較它們的聲音來判斷有無缺陷和疲勞程度.
(5)螺栓若在軸承上,下兩半緊配處的孔中松動,則軸承蓋由於離心力而移位,就會使螺栓受到剪切力作用.若在上下軸承合縫處露出白合金,則在安裝螺栓時會將其擠出來,或者由於孔邊緣有毛刺,易使螺栓咬死.
(6)檢查連桿螺栓與螺栓孔的配合間隙,不可過緊.
(7)檢查定位銷是否松動或磨損.
(8)上緊螺帽插入開口銷時,應檢查開口銷是否與螺帽上表面接觸.
(9)測量連桿螺栓的總長以檢查其伸長量.
(10)中型以下的四沖程發動機連桿螺栓的壽命約為15000h～20000 h.超過此時間,即使在外表上無異狀也應更換.
3.上緊連桿螺栓的注意事項
(1)必須保持墊片和軸承上下接合面的清潔,以確保其完全接觸.
(2)一般螺栓的固緊狀態幾乎沒有上緊不足的,過度地上緊螺栓將使其疲勞,並不安全.
(3)兩側的連桿螺栓必須交替上緊而不要造成單邊固緊.應順次增大力量同時又交替地上緊.上緊得適當,則螺栓的伸長量是一定的.
為保證連桿螺栓的固緊程度一致,可用下列方法:
(1)根據需要的固緊力大小,選用合適的扳手和長度,最好使用扭力扳手,並且用力均勻;
(2)將螺帽擰入貼合後,再旋緊50 左右作為固緊的限度;
(3)解體柴油機時,一般在螺帽的原來位置上打一記號,以便安裝時參考.
十,緊急剎車
對於採用直接傳動式推進裝置的船舶,船舶倒航通常以改變主機回轉方向來實現.
船舶航行遇到避碰等緊急情況時,為使船舶盡快停止運動或改為倒航而對主機進行制動並迅速倒轉的操縱過程稱為緊急剎車.緊急剎車的注意事項:
(1)保證壓縮空氣的壓力,否則剎車過程很難有效進行.
(2)為了保證倒車起動成功,可根據情況適當將起動油量略調大些.
(3)為了使主機迅速剎車和反向起動,拉動起動手柄時可略停頓一下.這樣,當轉速降至零後便可反向起動起來,可大大縮短剎車過程的時間.
(4)當主機和船舶在較高航速下剎車時,進行一次操作可能無法使主機剎車成功,且這樣的操作將使主機曲軸承受較大的附加應力,同時也會使空氣消耗量過大.為了改善上述狀況,採取幾次間斷剎車的操作方式較為有利.
(5)對於B&W型機,盡管具有連鎖裝置,但在操作中當換向手柄未推至極端位置時,切不可過早拉動起動調油手柄,以免發生意外.同樣,當主機差動換向未完成時,亦不可過早將起動調油手柄推到起動供油位置.否則可能由此產生嚴重後果.
(6)由倒航特性知,操作中應避免一下子將油門加得過大,以防超負荷.在特別緊急的情況下,則應盡快給出相應轉速,以保證船舶安全.
(7)緊急剎車操作的時機十分重要,既要考慮操作前的主機轉速,船舶航速,又要清楚主機的具體技術性能和狀態,同時要熟悉其他輔助設備如空氣壓縮機等的工作能力.此外,操作過急,過緩都將失去緊急剎車的意義並可能造成嚴重後果.
(8)對採用遙控系統的主機,為使換向迅速,在其換向程序中大多具有緊急剎車功能.
此時,上述操作均按設定程序自動完成.但需密切注意壓縮空氣壓力,以防起動空氣消耗過多.日常除對系統中各元件,設備加強管理外,當遙控系統本身發生故障時,應及時轉換為集控室直接操作.平時,亦應對機旁應急操作裝置進行必要的維護保養,保持隨時可用.
第三節 柴油機運轉中常見故障及排除
一,柴油機起動不了
1)盤車機未脫開,盤車機連鎖閥仍在關閉位置,起動空氣不能通過.
2)空氣瓶出口閥或主停氣閥未開.
3)主起動閥卡死,起動空氣不能通入氣缸.
4)起動空氣分配器閥芯嚴重磨損,造成大量漏氣或因空氣分配器定時不對而使氣缸起動閥不能開啟或氣缸起動閥不靈.
5)起動空氣壓力不足或電池容量不足.
二,柴油機不發火
1)燃油閥未開或日用油櫃中的燃油用光,或燃油中沉積有大量殘水未能放出.
2)燃油濾器臟污堵塞,應進行轉換或清洗.
3)燃油系統漏入空氣,應對燃油系統充油放氣.
4)起動操作過快.
5)油量調節桿或調速器拉桿失靈.
6)安全保護裝置應調至正常值.
7)超速保護裝置動作後未復位.
8)燃油粘度過大,氣缸溫度過低,進氣不足等造成發火困難.
三,柴油機轉速自行下降或自行停車
1.系統故障
1)燃油系統:燃油中有過多的水分,濾器堵塞,系統中漏入空氣,油箱中無油,油溫過高汽化造成"汽隔"(或叫"汽阻")而引起供油中斷.
2)潤滑系統 潤滑油或冷卻水壓力過低,保安機構(若裝有的話)起作用而關閉油門.
2.機械損傷
如拉缸造成活塞與缸套咬死,軸頸與軸承咬死.
3.負荷過重
螺旋槳被異物纏繞住等,凡運轉過程中出現聲音低沉,排氣冒黑煙繼而自動熄火停車的多屬此種.若碰到柴油機運轉中自動熄火停車,首先將油門手柄扳至"停車"位置,通過盤車來判斷是哪一種原因引起的,並迅速排除,盡快恢復主機的工作.
四,柴油機不能停車
柴油機不能停車是指燃油手輪或手柄已經轉(或拉)回停車位置,但柴油機仍在繼續運轉.此時應迅速關閉燃油總管上的截止閥或速閉閥以停止供油.然後檢查調油桿等傳動機構是否有故障,如無故障,重新調整噴油泵的零油位.
五,燃氣煙色不正常
1.排氣呈黑色——燃燒不全
1)噴油器啟閥壓力太低,噴油器漏油,噴孔部分堵塞或噴油器彈簧斷掉等使霧化不良.
2)噴油泵供油定時太遲而產生後燃.可通過測取示功圖進行驗證.
3)燃油質量不符合要求.
4)掃氣壓力和壓縮壓力過低.應酌情檢查增壓(掃氣)系統或活塞環的工作狀態.
5)排氣閥漏氣或氣口嚴重結炭.
6)超負荷運行或由於負荷分配不均而造成某些缸超負荷.
2,排氣呈藍色
主要是大量滑油進入燃燒室造成的.應減少氣缸注油量,或檢查增壓器軸封是否漏油,對筒形活塞式柴油機應檢查刮油環是否失效或裝反.
3,排煙呈白色
排氣中有大量水蒸汽就會使排氣呈白色.應檢查是否有冷卻水漏入氣缸.氣缸蓋或氣缸套是否有裂漏,空氣冷卻器管束是否有漏水等.
六,柴油機工作參數不正常
1.最高爆發壓力下降
1)噴油泵或噴油器經長期工作後,噴油質量變差,產生滴漏,霧化不良和延時噴射等.
2)供油定時不對,噴油提前角過小,燃燒太遲.
2.工作粗暴,個別氣缸最高燃燒壓力太高
1)油量調節機構失靈或噴油器針閥卡死在全開的位置,造成過多的燃油進入氣缸.
2)噴油過早.
3)軸承間隙過大或運動部件連接螺栓松動.
3.掃氣壓力下降
1)渦輪增壓器損壞,或空氣濾器和空氣冷卻器污堵,阻力太大.
2)渦輪背壓大高,增壓器轉速降低.
3)增壓器氣封環間隙過大或安裝不正確造成漏氣.
4)換氣系統中的進氣閥閥片斷裂或掃氣泵活塞環磨損.
5)排氣回轉閥損壞或間隙太大.
4.掃氣壓力升高
1)在直流掃氣中,由於排氣閥關閉不嚴,造成廢氣能量大,使渦輪轉速升高.
2)燃燒不良,後燃嚴重,排氣溫度升高.
3)發生了活塞環咬住,損壞或軸承油膜破壞等故障而未能及時發現,機械效率急劇下降,在這種情況下卻盲目加大油門.
5.排氣溫度不正常
1)排氣溫度偏高
(1)負荷過大.
(2)噴油過遲或噴油器霧化不良,或密封不嚴而造成後燃嚴重.
(3)掃氣壓力或增壓壓力不足,燃燒不良.
(4)排氣背壓過高:應檢查消音器及排氣管道,清除積炭,污垢.
2)排氣溫度偏低
(1)負荷較小或船舶順風順水航行.
(2)噴油過早.
(3)噴油器孔堵塞,清潔並疏通噴油器.
(4)噴油泵彈簧折斷或柱塞不靈活.
3)各缸排氣溫度不均勻
(1)各缸噴油器啟閥壓力不一.
(2)各缸噴油量不均勻.
(3)噴油定時不一致.檢查並校正噴油定時.
(4)排氣定時不對.檢查並校正定時.
(5)溫度表或熱電偶有誤差.
② 潤滑油質量、潤滑油壓力對潤滑系統的影響
全損耗潤滑方式又稱壓力強制潤滑，是由主機上的傳動機構帶動附裝在主機上的油泵或潤滑器施壓強制供送潤滑油到各潤滑點，但使用過的潤滑油不再流回油池循環使用。例如活塞式空氣壓縮機的氣缸、蒸汽機車、電動空氣錘等都採用這種潤滑方式。
壓力循環潤滑方式多用於潤滑點相對較多的單機器或由若乾颱機器組成的成套生產線。壓力循環潤滑系統通常包括油泵及驅動裝置(電機)、分配閥、管路及閥門、濾油器、油箱、冷卻器及熱交換器、控制裝置及儀表、指示、報警及監測裝置等，一般是標準的成套潤滑站。滑油粘度隨溫度變化而變化影響十分顯著。粘度隨溫度變化愈小的油，品質愈高。粘度隨壓力的增高而增大，但對潤滑油來說，在低壓時變化很小，可忽略不計。高壓（大於5MPa）時，影響較大，特別是在彈性流體動壓潤滑中不容忽視。試驗研究表明油的粘度隨壓力和溫度變化可用下式表示
η=η0*e[ap-β(T-T0)]
式中：β--- 粘溫系數；
T和T0 --- 測試溫度和室溫；
η和η0 --- 測試壓力和溫度下的粘度及大氣壓下的粘度；
a --- 粘壓系數；
p --- 測試壓力。