经典必读:新型滑阀式喷油器这个“坏蛋”,该给它爆爆光了!

最近,在和圈内朋友聊天时,经常听到关于更换油头后,主机出现各种不明问题的情况(事实上,这个喷油器自问世以来,经常问题不断),从个人感觉来看,大部分人对这个喷油器的认知还是不够。借此机会,谈点自己的一些看法,希望能对业界朋友有一点帮助。
图1
如上图,滑阀式喷油器与常规喷油器相比,滑阀式喷油器的油嘴为平头型,其滑阀杆一直延伸到油嘴顶端,确保滑阀关闭迅速,可有效防止燃油二次喷射。使用滑阀式喷油器,不仅减少了主机冒黑烟现象,还降低了NOx的排放,对于主机长时间低负荷运转,是很有利的。
图2
滑阀式喷油器在传统的针阀结构上增加了一个滑阀式止回阀组件 (197)。与此同 时,喷射压力提高到 35.0 ±.0M Pa,希望藉此提高燃油雾化质量,并减少喷射滑阀偶件(041)瑕疵和滑阀偶件(197)瑕疵对燃油雾化质量的影响。
主机处于停车(或Shutdown”)状态下图第一种状态
燃油藉 供油泵提供的0.8 MPa的压力,经燃油升压泵进油阀进入燃油升压泵,再经高压油管进入喷油器。
图3
燃油进入喷油器后,0.8 MPa的燃油压力不足以顶动滑阀。滑阀顶部处于关闭状态(如下图4),滑阀下部的回流孔开启,燃油由此流出并经喷油器上的回油孔回油,保持燃油流动循环,防止油路堵塞和保持油温,同时阻止燃油进入喷油滑阀空间(因此停车状态下,燃油是在整个喷油系统组件内流动的)。
图4
主机处于工作状态
高压油泵工作,燃油经高压油管进入喷油器。
喷油器动作分两步:
图5
第一步,高压油泵提供的油 压达到2.0M Pa,滑阀动作,动作后向下滑动,一来会关闭图5中的回油孔,阻断燃油回油。二来滑阀打开后,燃 油进入喷油滑阀空间;
图6
第二步,高压油泵提供的油压达 到35.0±.0MPa(喷射压力),喷油滑阀开启(如图6),燃油喷入汽缸燃烧。
滑阀式”喷油器常规维护要点:
相关人员应该仔细阅读说明书和有关资料,充分理解喷油器的结构特点和工作原理,才能做好滑阀式喷油器的维护保养工作。在此,提请以下注意事项:
及时保养
喷油器换下后要及时保养,避免喷油器内残留的重油干结难以彻底清除,影响喷油压力的正确调节,同时易造成喷射滑阀的卡阻。
喷油嘴注意事项
①喷油嘴燃油喷射压力 高达 35.0±.0MPa,容易造成喷嘴孔径超极限,超限后会造成燃油雾化不良,恶化气缸状况。
②每次保养喷油器,均要用样棒(TestPin,直径1.45 mm)检查喷孔通径,超标的必须换新。
③根据MAN-B&W服务工程师介绍,90MC系列柴 油机‘滑阀式”喷油器喷孔标准直径,每一批机器可能不同,MAN-B&W公司备件供货单上会标明送船备件的标准孔径、孔数、喷射角度,申领接收备件时必须与 本船主机说明书上的相关数据认真核对。
④喷油压力调节弹簧及其垫片:喷油压力调节弹簧(图2标号220)直接影响喷油 压力;而弹簧垫片(图2标号268)直接影响喷油压力 和调节弹簧的预紧力。调节弹簧和弹簧垫片,长时间使用,都会产生永久变形。
⑤检修时,要特别关注:
调节弹簧的永久变形量;
弹簧垫片的永久变形量;以及适当增加弹簧垫片,以保证喷射压力在规定的 范围之内。
⑥喷油器组装妥后,喷油器本体与紧固法兰不是刚性连接,而是滑动连接:
自由状态下,喷油压力调节弹簧不受压缩。
在缸头上或试验台上安装,预紧力的大小务必按要求预紧),完全取决于弹簧垫套被压缩的程度。所以,弹簧垫套的技术状况,会影响喷油器的喷油压力。
⑦每次维护喷油器,都要检查弹簧衬垫,发现永久变形(高度变低)、裂纹、毛糙等,应及时换新。
更新期限:
喷嘴,根据同类船舶使用的情况,建议使用8000小时换新。
滑阀(Spindle guide),使用8000小时换新。
弹簧垫片和弹簧衬套,有问题的要及时换新。
其它部件,视情换新。
组装
①喷油器内部各部件间的密封面技术状况,需仔细检查,发现不好的,要用专用工具清洁处理。
②喷嘴,必须确保定位销图2中标号中的100)完好,确保喷孔的位置正确。此条很重要!
试验
因为喷油器增加了滑阀,而且每缸有2-3个喷油器, 所以试验项目,除燃油喷射压力、雾化质量和滴漏外,还增加了滑阀偶件密封性能和动作灵活性、燃油喷射 方向等。此外,由于试验台功能完善,还可检验喷油器 内部密封圈密封性能。
试验时注意以下三点:
①燃油喷射压力
必须确认,在规定的压力范围(35.0±.0MPa)内,且无滴漏;
只能用增减弹簧垫片(图2标号268)调整(图7);
每个缸的喷油器的喷油压力,尽量一致。

图7

②紧固
喷油器装上试验台,固紧螺母下必须加上弹簧垫套。
弹簧垫套,必须技术状况良好,上平,并保证其预 紧力达到说明书的要求
③试验用油
要用说明书规定的油种,不可使用轻柴油。
密封性测试:
主要检查内部组件的密封性能(也是不可少的的一个步骤
缓慢增加油压到50bar(低于滑阀开启压力),关掉相关阀门以保持油压。这时应该观察到压力相对缓慢降低到15bar,然后快速降为0(回油孔打开)。整个过程中,油嘴喷孔不应当有油漏出。
内部“O"令密封性测试:
增加油压到10bar,直到回油口出油后闷住,再加压到100bar,并保持一会。此时相关”O"令密封面不应当有油渗出,否则应更换相关“O"令。
(5)安装喷油器
①安装喷油器前,必须再次在试验台上检验确认喷油压力,以保证喷油器正常工作。因为如前所述,喷油 器组装妥后,喷油器本体与紧固法兰 不是刚性连接而是滑动连接,自由状态下内部的喷油 压力调节弹簧不受压缩,安装上紧过程中,组装螺帽 与本体内部诸零件如顶杆 等的相对位置可能变化。
②安装喷油器到缸头上, 为保证安装后喷油器调节 弹簧的上紧度与试验时的状态相一致,特别注意弹簧 垫套,必须保证紧固螺栓上紧后:弹簧垫套内的弹簧片压盖与弹簧垫套外圈的上平面相平;且弹簧垫套侧面的销钉在孔的中间位置。
图8
③汽缸盖上的喷油器安装孔:喷油器孔内部,必须彻底清洁,确保喷油器轻松到位。若因清洁不彻底而喷油器安装受阻,应重新彻底清洁,绝不可用榔头等工具强行压下。若强行压入,紧固螺帽上紧后,(如图8)造成卡阻摩擦力仅仅平衡弹簧力而已(造成喷射压力升高),而不是压紧喷油器,喷油器可能实际没有接触到孔座或预紧力不足。
喷油器孔底座,密封面不平整还可能导致:
燃气泄漏,高压燃气吹蚀孔座;以及安装时两侧受力不均,易造成喷油器变形(因滑 阀式结构增加了喷油器的长度,降低了刚度),喷油针阀和/或滑阀动作阻滞甚至咬死。
④安装喷油器前,必须清洁喷油器孔座,应:
正确使用研磨工具;
刮削接触面‘吹痕”时,要看好位置,谨慎处理, 避免过度削刮造成孔座密封面下沉。孔座下沉后,喷油器安装位置下移,喷射的燃油束也下移,意味着喷油嘴距离相应的汽缸壁越近,燃油喷到缸壁上的危险加大。
孔座过度下沉,上紧喷油器紧固螺母时,也可能导致喷油器法兰螺母与喷油器孔导套上缘接触,而喷油器没有接触到孔座或预紧 力不足。
孔座过度下沉,必须换新缸头。换下的缸头送厂翻 新修理时,要特别提醒修理厂家恢复油头喷油器孔座的尺寸(主要是恢复孔座的高度和角度)。
紧固:喷油器增加‘滑阀”使喷油器长度增加,刚度降 低。若安装时两侧受力不均,可能导致喷油针阀和/或滑阀动作受阻。
滑阀式喷油器几点特殊情况需加以注意:
1.通过扫气口检查滑阀式喷油器时,通常可能会发现喷油器下部活塞头上有油迹,这种现象并不表示喷油器异常。是因滑阀式喷油器在喷油结束后,油嘴中会存有少许燃油至下次喷射。当主机停车后再盘车时,油嘴中的的存油会滴落到相对应的的活塞头位置。
2.滑阀式喷油器头部的燃油切断杆与油嘴之间的间隙非常小,内部的低温燃油容易造成卡阻,因此滑阀式喷油器在进行压力实验前,必须先进行解体清洁。
3.滑阀式喷油器禁止进行雾化试验,原因如下
(1)油头实验装置提供的试验油排量过小,仅相当于工作时的1~2%左右,如果进行雾化试验,将导致滑阀杆升程极低,同时燃油切断杆(喷油嘴中的滑阀)上的压力分配不均,局部区域承压严重。加上雾化试验时,燃油切断杆在高频压力下震动以及过薄的试验油膜会增加滑阀杆卡阻危险,并导致燃油切断杆和油嘴的损坏。如图9,切断杆端部变形后,容易造成切断杆卡阻折断。
图9
4.喷油器在进行冲洗和喷油试验中,只要有一个以上的喷孔有连续试验油喷出就是正常的,这是因为滑阀式喷油器喷嘴孔是个复杂的几何结构,不是所有的喷孔都处在同一水平位置(如图10),再加上实验时喷油器滑阀杆升程较小。因此,在试验时并不需要追求试验油从所有喷孔中喷出。
图10
今天把滑阀式喷油器所有的那点事都说清楚了,后续我将聊聊滑阀式喷油器这些年干的那些”操蛋事“,敬请期待!

中远海运船员广州分公司 高级轮机长 张玉龙 2020.5.14
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