Wraz z postępem informatyzacji statki przekształcają się z tradycyjnej obsługi usług transportowych w wspólne operacje mobilne. Stawia to nowe wymagania dotyczące wydajności technicznej członków załogi i sprzętu, zwłaszcza wyższych wymagań dotyczących operacji konserwacji i wymiany części silników Diesla ze względu na rosnącą manewrowalność statków.
W zasadzie naprawy awaryjnej trudno jest połączyć profesjonalistów z członkami załogi w rzeczywistości. Dlatego konieczne jest uprawianie członków załogi w profesjonalistów i przywiązanie znaczenia do konserwacji i naprawy silników Diesla, aby poprawić wydajność i jakość naprawy oraz zwiększyć wydajność pracy sprzętu energetycznego statku.
Turbodoładowanie gazu spalinowego są powszechnie stosowane w morskich silnikach wysokoprężnych. W ostatnich latach znacznie wzrosło prawdopodobieństwo problemów i nieprawidłowe działanie turbosprężarki w morskich silnikach wysokoprężnych.
Dlatego konieczne jest analiza i zbadanie użycia turbosprężarki, określenie głównych błędów, które mogą wystąpić w turbosprężarce, połączyć mechanizm błędu, zbadać skuteczne metody zmniejszenia wskaźnika awarii, przedłużenia żywotności serwisowej, zwiększenia jego niezawodności i zapewnienia wydajności nawigacji statku.
I. Struktura i mechanizm pracy turbosprężarki
Turbosprężarka spalinowa silnika silnika Diesla składa się głównie z turbiny, sprężarki i łożyska pośredniego.
Po pierwsze, port wlotowy turbiny jest podłączony do rury wydechowej, a port wydechowy jest przymocowany do rury wydechowej.
Port wlotowy turbosprężarki jest podłączony do rury filtra powietrza, port wydechowy jest podłączony do kolektora wlotowego, a turbina i wirnik są odpowiednio instalowane w komorze turbiny koncentrycznej i turbosprężarce.
Sprężarka odśrodkowa składa się z tłumika, powłoki dolotowej powietrza, wirnika sprężarki i dyfuzora.
Podczas obsługi sprężarki gaz wydechowy wchodzi do głównej rury wydechowej i turbiny turbosprężarkowej, działa, a następnie jest rozładowywana z portu wydechowego. Następnie jest podłączony do tłumika wydechowego przez łokieć spalin, miech i tłumik spalin.
Świeże powietrze wchodzi do sprężarki przez tłumik i filtr powietrza.
② Łożyska przyjmują dwa zbudowane - w pływających łożyskach, które są instalowane w obudowie łożyska. Olej smarowy wchodzi z głównego układu smarowania, a następnie przepływa z powrotem na dno obudowy łożyska.
③ Konseksualne działanie sprężarki i turbiny może zwiększyć ciśnienie i gęstość przychodzącego gazu. Gdy prędkość obrotowa pozostaje stała, może zapewnić większą moc wyjściową, osiągając efekt poprawy oszczędności paliwa i zmniejszenia emisji
Ⅱ. Powszechne wady i przyczyny
W turbosprężarkach spalinowych wspólne obszary problemowe obejmują sprężarkę, osie koła, łożyska i turbiny.
Przed rozpoczęciem i po zatrzymaniu maszyny należy zwrócić szczególną uwagę na zmiany prędkości, temperatury i dźwięku operacyjnego turbosprężarki.
Turbosprężarka działa z dużą prędkością w środowisku temperaturowym wysokim -, a naprężenie termiczne i naprzemienne naprężenie, które nosi, są bardzo złożone.
Podczas pracy z dużą prędkością wibracja wirnika turbosprężarki, osi i łożyska uszkodzi klirens dopasowania i wpłynie na wydajność turbosprężarki.
Ponadto gaz spalin zawiera tlenki i opary siarki i azotu. Kwas utworzony po kombinacji skoroduje turbosprężarkę i skróci jego żywotność.
Po badaniu i analizie turbosprężarka ma następujące powszechne usterki.
1. Surge
Kiedy silnik Diesla nagle się zatrzyma lub obciążenie zostanie usunięte, wirnik turbosprężarki nie zatrzyma się z powodu bezwładności.
W tym momencie ciśnienie wlotowe jest nadal bardzo wysokie, ale silnik Diesla nie wymaga dużo powietrza po rozładunku. Nadmierne ciśnienie pleców silnika Diesla powoduje wzrost.
Po przeciążeniu silnika Diesla energia zwolnionego gazu spalin wykazuje trend wybuchowy. W tym czasie prędkość silnika Diesla wzrasta bardzo niewiele lub wcale, a fizyczne zjawisko wzrostu jest również podatne. Wynika to z faktu, że powietrze wchodzące do sprężarki waha się w dużym stopniu, powodując wibracje jego wirnika, generując w ten sposób ciężki świszczący dźwięk.
W przypadku sprężarek odśrodkowych to zjawisko przypływu wystąpi, gdy natężenie przepływu jest niskie, a wartość ciśnienia wydechowego jest większa niż 2,5 kPa.
Istnieją głównie trzy przyczyny duszności.
W normalnych warunkach pracy ścieżka przepływu powietrza turbosprężarki:
Powietrze → Filtr powietrza przy spożyciu sprężarki → tłumik → Zagrożenie do sprężarki → Dyfuzor sprężarki → chłodnica powietrza → Zatrzymanie skrzynki → Wlot powietrza → Cylinder silnika → Port wydechowy → Rura główna wydechowa → Pierścień dyszy na końcu turbiny wydechowej → Zabór turbiny wydechowej → Sobel wydechowy → Rozładowanie.
Obszar przepływu każdej części jest ustalony.
Jeśli którekolwiek z powyższych linków, wpłynie to na krążenie gazu silnika Diesla, powodując wzrost turbosprężarki silnika Diesla, zmniejszenie wydajności turbosprężarki i ciśnienie zmiażdżenia, a także wzrost temperatury wydechu głównego silnika. Jeśli temperatura wydechu głównego silnika wzrośnie do określonej wartości, mogą wystąpić alarmy usterkowe, mogą wystąpić automatyczne opóźnienie lub wyłączenie.
Wśród komponentów, w których przepływ powietrza przechodzi, zabrudzenie części takich jak filtry, cylindry i dysz jest głównym czynnikiem powodującym wzrost.
2. Niepowodzenie mechaniczne turbosprężarki
Niepowodzenia mechaniczne obejmują uszkodzenie łożyska i uszkodzenie ostrza wirnika.
Gdy nastąpi nieprawidłowe działanie, najpierw sprawdź ekran filtra. Jeśli jest czyste, weź pod uwagę, że występują uszkodzenie komponentów turbosprężarki. Jeśli zostanie znaleziony problem, natychmiast zatrzymaj maszynę do naprawy.
(1) Łożysko turbosprężarki jest uszkodzone
Oś turbosprężarki pękła.
Jeden koniec obrotowego wału jest turbiną, a drugi koniec jest podłączony do wirnika.
Jeśli oś rozbije się w wysokich temperaturach, silnik Diesla zostanie zamknięty.
Głównymi przyczynami złamania łożyska to:
① Pod działaniem sił zewnętrznych powierzchnia zmian turbiny lub sprężarki nie jest mocno ustalona i nie może działać normalnie i stabilnie. Zdeformowane wały koła pęka pod działaniem naprężeń i momentu obrotowego.
② Gdy jest działająca turbosprężarka, oś wibruje wraz ze zmianami prędkości obrotowej turbosprężarki, a złamanie zmęczeniowe występuje pod działaniem naprężenia naprzemiennego.
③ Wał obrotowy nie ma smarowania i przylega do pływającego łożyska. Wysoka temperatura - i wysoka - Gaz spalinowy wpływa na stałe wałek koła, powodując pęknięcie wałka.
Jeśli obce obiekty wpadają do wlotu rury i poruszają się w obudowie skrzynki turbinowej, sztywne kolizje między twardymi obiektami, takimi jak śruby i osi koła mogą powodować pęknięcie osi.
Słabe smarowanie turbosprężarki.
Olej smarowy łożyska turbosprężarki pochodzi z układu smarowania i miski olejowej. Słabe smarowanie i inne czynniki mogą prowadzić do erozji wału koła. Główne powody to:
① Gdy olej smarowy jest niewystarczający lub ciśnienie oleju nie spełnia wymagań, oś zostanie spalona z powodu tarcia i wysokiej temperatury, gdy prędkość przepływu jest niewystarczająca lub ciśnienie oleju jest niższe niż określona wartość.
② Jeżeli jakość oleju nie spełnia wymagań, przy użyciu oleju smarującego o stopniach określonych nie - lub z dużą ilością nieczystości, temperatura łożyska wzrośnie.
③ Gdy pierścień uszczelnia turbinowego nadmiernie się zużywa, generując znaczną ilość ciepła i uszkadzając klirens łożyska, nierówna warstwa olejowa w szczelinie między turbiną a wałkiem obracającym się jest trudny do osiągnięcia dobrego efektu smarowania.
Gdy prędkość obrotowa turbosprężarki przekracza maksymalną prędkość, nastąpi zjawisko niekontrolowane.
Wraz ze wzrostem prędkości obrotowej zasilanie oleju smarowego staje się niewystarczające, efekt chłodzenia pogarsza się, a oś koła jest wypalana z powodu niemożności rozproszenia ciepła.
Gdy temperatura wlotu i wylotu oleju smarowego są zbyt wysokie, a chłodzenie nie jest terminowe, oś koła również zostanie wypalona.
Podczas prędkości prędkość powinna zostać zmniejszona lub pojazd zatrzymany do kontroli. Jeśli oś zostanie uszkodzony, należy ją wymienić.
Powszechne uszkodzenia łożysk to nadmierne zużycie, zarysowanie, odciąganie, pękanie i pieczenie.
Gdy ciśnienie oleju jest niewystarczające, wystąpią problemy z wibracjami, odkształcenie skorupy, a nawet poważne zużycie łożysk.
Po zainstalowaniu nowej turbosprężarki, olej smarowy i filtr są wymieniane, maszyna była bezczynna od dłuższego czasu, nie została uruchomiona poprawnie, lub jakość oleju smarowego jest niska, łatwo jest powodować uskoki, takie jak zwiększona rezystancja lub pęknięcie rurociągu wierzchołkowego. Gdy poziom oleju na misce olejowej jest niski, powietrze wchodzi do rurociągu smarowania i powoduje odporność na powietrze lub zasilanie oleju smarowego w turbosprężarce jest odcięte, doprowadzi do zużycia i spalania powierzchni łożyska
(2) Uszkodzenie ostrza
Gdy turbina działa z dużą prędkością, nawet jeśli pojawi się bardzo małe zanieczyszczenia, jej kąt przewodnika zmieni się, co będzie miało znaczący wpływ na ostrza lub wirnik.
Duże i twarde obiekty mogą pozostawić zarysowania, a nawet pęknięcia na liściach.
Główną przyczyną złamania ostrza jest niewydolność zmęczeniowa spowodowana powtarzającym się stresem zginającym na ostrze.
Kiedy turbosprężarka gwałtownie się podnosi, końcówki ostrzy wirnika turbinowego zderzają się z obudową, powodując deformowanie ostrzy i mają znaczący wpływ na prędkość obrotową.
Nieprawidłowe dźwięki pukania często występują, gdy wirnik pęknie.
Gdy wibracja jest nieprawidłowa lub hałas jest duży, maszynę należy zatrzymać w celu kontroli.
Po wymianie lub naprawie wirnika należy przeprowadzić testy bilansu statycznego i dynamicznego bilansu.
(3) Nieprawidłowe ciśnienie doładowania
Gdy spożycie powietrza jest niewystarczające, sprężone powietrze może być wysłane do sprężarki przez urządzenie uzupełniające powietrze, aby osiągnąć cel ciśnienia.
Odczyt manometru jest bardziej oczywisty, gdy prędkość obrotowa zbliża się lub osiąga prędkość znamionową (na przykład prędkość znamionowa silnika Diesla NTA855-M350 wynosi 1800 r/min).
Przy wysokich prędkościach obrotowych wydajność mechaniczna jest bardzo wysoka, a różne przyczyny mogą powodować znaczne zmiany ciśnienia.
Ciśnienie wzrasta.
Gdy obciążenie pozostaje stałe, nadmierna prędkość turbosprężarki często prowadzi do wzrostu ciśnienia.
Główne powody to:
① Awaria układu paliwowego doprowadziła do złego spalania, poważnego pooperacji i wzrostu temperatury spalin.
② Sama turbosprężarka jest brudna z turbiną, zmniejszając powierzchnię przepływu i przyspieszając prędkość wyrzucania gazu, co powoduje wzrost prędkości obrotowej turbosprężarki.
③ Po przeciążeniu silnika Diesla obciążenie jest zbyt duże, a prędkość obrotowa jest stosunkowo wysoka, objętość spalin wzrasta, prędkość obrotowa turbiny spalin wzrasta, wzrasta prędkość obrotowa wirnika sprężarki, objętość sprężonego powietrza wzrasta, a olej napędowy pełniej spali.
W tym stanie roboczym zwiększa się objętość wtrysku paliwa, a pojazd może utknąć w dowolnym momencie. Konieczne jest natychmiastowe zwolnienie i rozładowanie, aby zapewnić bezpieczeństwo.
Presja spadła.
Niekompletne spalanie wpływa na moc.
Przejawia się w:
① Brudna rura wlotowa: zmniejszona objętość wlotu, niewystarczające ciśnienie doładowania i towarzyszy gwizdanie. Złoża węgla lub plamy olejowe przylegające do dyfuzora, wirnika i dyszy turbinowej zwiększają odporność obrotową turbosprężarki.
② Niedokładne czas zasobu paliwa: czas zasilania paliwa pozostaje w tyle, powodując przybudowanie, niekompletne spalanie oleju napędowego, osłabioną energię spalin i spadek prędkości turbiny.
③ Wyciek rur wydechowych: prowadzi to do zmniejszenia dostępnej energii turbiny, wpływając na jej prędkość obrotową, a ciśnienie turbosprężarki również odpowiednio spada.
④ Późne otwarcie i wczesne zamknięcie zaworu wydechowego: objętość spalin zmniejsza się, prędkość obrotowa zrzucania wirnika turbiny, co powoduje spadek ciśnienia doładowania. Odpowiednia tabela błędów turbosprężarki i możliwych przyczyn pokazano na rycinie 1.
Rysunek 1 Tabela błędów i możliwe przyczyny turbosprężarki statku
Poprzez analizę na rycinie 1 można określić odpowiednie zjawiska i przyczyny awarii turbosprężarki i można podjąć docelowe rozwiązania.