非比寻常的主机单缸排烟温度高、烟囱冒黑烟故障

今天要聊的这个主机单缸排烟温度过高的故障,不走寻常路线,按照一贯的思维去排查很困难。虽然机型较老,但我们案例分析的本身主要目的并不是拿来就用,主要是要将其讲透、讲深,达到抛砖引玉的效果,读后能给人的思维带来一种发散和启发效果。

一、故障概况:
某轮主机型号为:SULZER 6RND 76-M,高压油泵为回油阀式终点调节。某日航行途中,主机第二缸排烟温度突然升高,超过正常值约100℃,同时烟囱冒黑烟,伴随主机油门指示大幅度波动。去到机旁查看,发现油门总杆指针的确大幅度波动。
二、初次故障措施
当时立即采取下列措施:
1.  调小NO.4缸喷油量(伸长回油阀调节顶杆,提前顶开回油阀),但排烟温度并没有降低。
2.  测取主机示功图,其它各缸正常,唯独NO.4缸爆炸压力偏低,但压缩压力与其它缸相差不大,说明气缸密封状况良好。
3.  主机减速、无效。
4.  使用专用工具抬起NO.4缸高压油泵滚轮,单缸停油,其排烟温度迅速下降,主机油门指示波动减小,油门总杆指针不再波动。
5.  随后主机停车,对NO.4缸检查:
  • 油头拆出试压,起阀压力和雾化试验正常,无滴漏现象。

  • 高压油泵进回油阀,出油阀等拆检,发现密封良好、无卡阻。

  • 扫气箱检查,该缸活塞环和气缸状况良好、扫气口无阻塞。

  • 测量喷油定时(油门开度:8):喷油始点为上死点前9度(飞轮刻度111度)喷油终点为上死点后6度(飞轮刻度126度)有效行程为18.68mm,在说明书规定正常范围内。

  • 解体高压油泵,检查柱塞套筒偶件、进回油阀组件及各传动机构,发现回油阀顶杆略有弯曲变形,活动稍有卡阻,其它正常。

  • 换新回油阀顶杆及调节回油阀定时顶杆,调节定时,试车,NO.4缸排烟温度恢复正常,不再冒黑烟,主机油门总杆也再未见波动现象。

  • 当时认为回油阀顶杆弯曲变形是造成NO.4缸排温高的主要原因(变形后卡阻,打不开)。但联想测量喷油定时时,回油阀开启未见卡阻且定时正确,似乎有点互相矛盾。但鉴于当时故障已经消除,虽然带着疑问,也再未深究。

三、故障的再次出现
距上次故障运行约600小时后,NO.4缸再次出现与上次故障现象相同的情况,排温升高,冒黑烟并油门波动。
再次拆检高压油泵,回油阀组件未见异常。尝试采取上一次所用办法,更换回油阀组件及重新调整喷油定时。但这次就没有那么走运了,试车时故障依旧。
看来上一次根本没有找到真正原因,只是可能刚好碰巧了一下而已。
四、回油阀式高压油泵原理
上图为始终点调节回油阀式高压油泵原理图(当前使用较多的类型):
回油阀调节杆以B点作为支点进行工作,所执行的功能主要是调节单缸喷油量。调长顶杆,将提前顶开回油阀,减少单缸喷油量。反之调短顶杆,会滞后顶开回油阀,增加单缸喷油量。
进油阀调节杆以A点作为支点进行工作(注意支点位置和回油阀调节杆支点位置不一样,一个在内侧,一个在外侧),所执行的功能主要是调节单缸供油定时,调长顶杆,将滞后关闭进油阀,会导致供油定时滞后(也就是说会滞后开始供油,喷油定时滞后,提前角减小)。反之调短顶杆,会提早关闭进油阀开始供油,喷油提前角增大。
另外支点A和B采用偏心销控制,支点B和油门调节总杆机构相连,根据柴油机负荷,适时调节油门大小。支点A连接VIT机构,可在柴油机相应区间范围内调节喷油提前角大小,以保持最佳汽缸爆炸压力。
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