柴油发电机供油系统故障分析docx (3).docx
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1、轮机工程专业毕业论文柴油发电机供油系统故障分析摘要 柴油发电机是将柴油转化为电能的机械设备。柴油发电机的故障多种多样,本文通过案例以及实际工作经验,主要对型号为MAN 7l 32/40的船用柴油发动机的故障进行分析,提出全面的检测及分析方法,并得出相应的解决方法,提出对柴油发电机供油系统全方位的维护及使用建议。关键词 柴油发电机;故障分析;供油系统Fault analysis of diesel generator oil supply systemAbstract A diesel generator is a mechanical device that converts diesel i
2、nto electricity.Diesel generator fault is varied, based on the case and the actual work experience, the main model for MAN 7l 32/40 of Marine diesel engine fault is analyzed, comprehensive detection and analysis method is put forward, and the corresponding solutions, put forward the comprehensive ma
3、intenance of diesel generator fuel supply system and use the advice.Key words Diesel generator; Fault analysis; Oil supply system目录1 绪论41.1柴油发电机简介41.2船用柴油发电机51.3柴油发电机常见故障分析61.4 man 7l 32/40发电机72 柴油发电机启动故障分析及解决办法82.1滑阀启动阀故障及其解决方法82.2高压油泵泄漏问题及其解决办法92.3本章小结103 船舶柴油机燃油系统常见故障分析及排除方法103.1 各缸供油量不均匀故障分析及排除方
4、法113.2 供油提前角不准确的故障分析及排除方法123.3 喷油泵安装不当的故障分析及排除方法133.4 船舶柴油机无法正常、回油管无回油的故障分析及排除方法133.5 低压油路故障分析及排除方法133.6 高压油路故障分析及排除方法143.7 输油泵止回阀密封不良故障分析及排除方法143.8 输油泵活塞弹簧折断故障分析及排除方法143.9本章小结154 柴油发电机使用与维护154.1 使用注意事项154.2 维护保养要点165 总结17参考文献180 引言船舶柴油机为航行中的船舶提供动力,所以也称为船舶的动力装置,它是保证船舶正常运行所必需的动力设备。船舶柴油机燃油系统故障将直接影响船舶的
5、动力性、经济性和可靠性。燃油系统被誉为船舶柴油机的心脏,而喷油泵是整个燃油系统中最重要的部件,它使燃油压力升高,把燃油雾化,并喷入燃烧室内和空气混合,并燃烧做功。在对船舶柴油机燃油系统进行故障诊断前,一定要对燃油系统方面的相关知识熟练掌握,针对船舶柴油机发生的故障与检测结果,进行综合分析研究,作出准确的判断,以最简捷有效、最科学合理的措施进行故障排除。船舶柴油机会发生各种各样的故障,原因也千变万化,某协会的调查研究显示,船舶柴油机的故障最多的就是燃油系统的故障,燃油系统故障占总故障的一半以上;而在造成船舶柴油机停机故障的各种原因中,燃油系统的故障所占比例也是最大的,约占总故障的四分之一。因此,
6、探讨和研究船舶柴油机燃油系统的故障分析及排除方法具有极为重要的现实意义。1 柴油发电机简述1.1柴油发电机简介发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备。柴油发电机的基本结构是由柴油机和发电机组成,柴油机作动力带动发电机发电1。柴油机的工作基本原理:通过人力或其它动力转动柴油机曲轴使活塞在顶部密闭的气缸中作往复运动。活塞在运动过程中完成一以下四个行程:进气行程、压缩行程、燃烧和作功(膨胀)行程及排气行程。当活塞由上向下运动时进气门打开,经空气滤清器过滤的新鲜空气进入气缸完成进气行程。活塞由下向上运动,进排气门都关闭,空气被压缩,温度和压力增高,完成压缩过程。活塞将要到达最顶点时,喷油器把经过
7、滤的燃油以雾状喷入燃烧室中与高温高压的空气混合立即自行着火燃烧,形成的高压推动活塞向下作功,推动曲轴旋转,完成作功行程。作功行程完了后,活塞由下向上移动,排气门打开排气,完成排气行程。每个行程曲轴旋转半圈。经若干工作循环后,柴油机在飞轮的惯性下逐渐加速进入工作2。柴油机曲轴旋转便带动发电机转动发电,发电机有直流发电机和交流发电机。1.2船用柴油发电机船用柴油机如图1-1所示的热效率高、经济性好、启动容易、对各类船舶有很大适应性,问世以后很快就被用作船舶推进动力3。至20世纪50年代,在新建造的船舶中,柴油机几乎完全取代了蒸汽机。船用柴油机已是民用船舶、中小型舰艇和常规潜艇的主要动力。船用柴油机
8、按其在船舶中的作用可分为主机和辅机。主机用作船舶的推进动力,辅机用来带动发电机、空气压缩机或水泵等。图1-1 船用柴油发电机船用柴油机一般分为高速、中速和低速柴油机4。船用主机大部分时间是在满负荷情况下工作,有时在变负荷情况下运转。船舶经常在颠簸中航行,所以船用柴油机应能在纵倾1525和横倾1535的条件下可靠工作5。船用柴油发动机具有以下优势:1. 独特的框架式主轴承结构,机体刚度高、振动幅度小、噪音分贝低。2. 一个缸一个盖,方便整车维修处理,降低维修消耗费用。3. 主要零部件时时全球采购,实现了发动机高配置。4. 柴油机附件安装齐全,空气冷却器、海淡水热交换器等安装在柴油机上,便于机舱布
9、置。5. 柴油机冷却系统采用内外双循环水冷方式,内循环用淡水对柴油机进行冷却,外循环用海水通过海淡水热交换器对淡水冷却,提高了柴油机使用寿命。6. 完善的保护和控制系统,采用柴油机职能监控仪,可对柴油机的转速、水温、机油温度及压力等自动测量显示,当柴油机参数超限时能自动报警和停机,可选配远程控制仪。7. 优良设计,采用水套排气管,保持机舱温度低。1.3 man 7l 32/40发电机MAN 7L 32/40系列船用柴油机机体如图1-2所示,采用整体刚性化设计,安全度高;气缸单元整体装配,装卸便捷;采用MAN公司先进的涡轮增压器以及两级中冷,进气性能优秀;采用MAN公司生产的AT2000安全控制
10、系统,可靠性高;可燃用MGO、MDO、HFO,适应性强。获得世界九大船级社LR、GL、DNV&GL、BV、ABS、CCS、NK、RS、RINA、KR的发动机认证证书,满足国际海上人命安全公约(SOLAS)的要求6。图1-2 MAN 7l 32/40柴油发电机该型号柴油发动机的尺寸参数为:长度6470mm,宽度2630mm,高度4010mm,吊缸高度3460mm,干式净重42000Kg。功率为3500KW,转速720prm,发动机为7缸,缸径320mm,行程400mm,排量为225.19L。进气方式为增压中冷,压缩比为15.2:1,发火顺序为1-2-4-6-7-5-3,噪声小于等于106dB,旋
11、转方式为逆时针,启动方式为气启动,机油消耗率0.5g/KWh,燃油消耗量185g/kwh。本文将对MAN 7L 32/40系列的柴油发动机的供油系统故障进行分析。2 柴油发电机启动故障分析及解决办法2.1滑阀启动阀故障及其解决方法某散货船主机7,经常出现主机启动失败,盘车后再次启动就能成功的情况。而且经检查,发现启动系统没有任何问题,单缸启动阀也正常。随后打开凸轮轴室检查启动凸轮及启动滑阀(见图2-1),发现1#、2#缸启动滑阀压力管断裂,导致1#、2#缸启动滑阀不能动作,造成启动失败。在盘车使1#、2#缸离开启动冲程后,主机启动成功。启动滑阀压力管通过两根螺栓与阀体固定在一起,压力管下端喷嘴
12、与启动凸轮为非接触式,正常间隙A为(0.20.1)mm。固定螺栓松动造成压力管下落,启动凸轮工作面顶到压力管下端喷嘴,导致压力管螺栓断裂,压力管损坏脱落。检查其他缸的压力管固定螺栓,发现有个别螺栓略微松动,故对其作紧固处理并测量间隙A,结果均正常。1-距离环;2-六角螺栓;3-进气管;4-控制空气管;5-控制活塞;6-密封件;7-O型圈;8-聚四氟乙烯密封圈;9-阀体;10-柴油机机体;11-压力管;A-间隙;B新装的间隙图2-1 启动滑阀结构因启动凸轮是哈弗式的,只用两根螺栓固定在燃油凸轮轴上,凸轮顶到压力管时所受的力较大,造成其在轴上发生相对移动,启动定时可能会发生滞后,固首先对1#、2#
13、缸的启动定时重新进行检查调整。随后检查启动定时,当盘车到凸轮工作面切入边与压力管喷嘴孔中心重合时,该缸曲柄应位于吸气冲程上止点后2-3。按照此方法检查1#、2#缸的启动定时,均未发生变化。此外,对启动凸轮螺栓进行检查紧固处理。安装调试完毕后,进行多次启动试验均无问题,故障解除。2.2高压油泵泄漏问题及其解决办法某船主机采用MAN 7l 32 /40型柴油机8。该主机的故障现象是:遥控操作时无法正常启动;而机旁应急启动时发现主启动阀的控制阀已经动作,但主机仍然没有转动;进一步打开示功阀盘车后,再次启动成功。故障现象分析,认为是某缸启动滑阀或单缸启动阀卡阻造成的启动失败对单缸启动阀进行拆检,发现1
14、#缸单缸启动阀活塞较脏,阀杆固定螺母有锈蚀现象,经拆检清洁、加油润滑后装复,操作试验几次均能正常启动,因此可知:启动空气管路中有水分,1#缸位于启动空气总管末端,压缩空气将水分推到1#缸,其单缸启动阀阀杆、活塞锈蚀而造成卡阻。1- 启动滑阀;2-带启动凸轮的凸轮轴;3-盘车机;4-主启动阀;5-单缸气动阀;6-安全阀;7-示功阀图2-2 主机启动空气系统根据以上分析,拆检清洁所有启动滑阀后彻底清洁启动滑阀背面的集油槽,并检查处理高压油泵的漏油情况,确保启动滑阀泄气孔畅通。之后多次启动试验均正常,故障解除。2.3本章小结本章提供了两个关于本型号船用柴油发电机故障及检查,解决问题的案例,简略的讲述
15、了从出现问题到最后解决故障的整个过程。这两个案例可以有效的帮助我们更好的理解本型号柴油发电机的工作原理,以及我们遇到故障时应该如何解决。告诫我们应该熟悉船舶设备的结构和原理,科学的掌握设备故障规律,更加有针对性地采取管理措施;加强对船舶设备系统和元件的检查试验,及时发现设备故障迹象和趋势,并根据情况进行拆卸、检查和维修,保证船舶设备的正常运行。3 船舶柴油机燃油系统常见故障分析及排除方法 船舶柴油机在日常工作中会发生各种各样的故障,引起故障发生的根源千变万化,我们必须做到透过现象看本质,对故障分析和查找,最终确定导致故障的根本原因,并进一步排除故障。 在实际工作中,应采取“观察(排气烟色、各仪
16、表的读数,以及油、水等温度、压力)”、“倾听(用辅助工具触击设备表面,诊断其声音)”、“触摸”、“嗅闻”等综合方法确定船舶柴油机哪一个系统或哪一个部件发生了故障,然后对症下药,及时排除故障。如果必要,还应该配合拆检查找故障原因。3.1柴油机无法启动故障现象分析(1)故障现象:船舶柴油机无法正常启动和排气管无烟排出的故障;就算船舶柴油机在强力带动作用下着火,依然会发生排气管严重冒烟、声音异常现象,导致船舶柴油机无法正常工作。故障原因:可能是喷油泵被动盘错装半圈,这是一个针对采用十字形联轴器联接的喷油泵会出现的问题,由于安装不当,在安装被动盘时错装了半圈,导致发生发生这种情况时,应先把联轴器的联接
17、螺钉拆下,然后将喷油泵凸轮转动半圈后重新正确安装,最后还要检查并调整好船舶柴油机喷油泵的供油正时。(2)故障现象:船舶柴油机在运行中突然熄火,无法启动。故障分析:首先拧开喷油泵上的专用放气螺钉,如果发现低压油腔内没有燃油或只剩少量的燃油,则用手摇油泵使燃油充满低压油腔,待空气排尽后重新启动柴油机,此时如柴油机能够工作,但一段时间后又突然熄火停机,原因一般是由于输油泵活塞弹簧折断或失效所引起的故障。拆下螺钉,更换折断的弹簧即可排除故障9。3.2柴油机启动困难故障现象分析(1)故障现象:船舶柴油机易产生后燃,启动困难,燃烧不完全,排气冒烟,温度过高。故障分析:供油提前角不准确,供油过迟喷油泵出油阀
18、(如图3-1)所示弹簧的弹力会影响出油阀启闭压力,弹力不够或过大,会导致喷油泵供油提前角增大或减小,改变出油阀的开启时间,从而影响喷油量。检查出油阀弹簧的弹力,如弹力不足,应予以更换10。图3-1喷油泵出油阀出油阀偶件、柱塞偶件磨损严重,导致偶件配合间隙增大,造成船舶柴油机工作过程中柴油回漏严重,导致供油提前角变小,应更换磨损严重的出油阀偶件或柱塞偶件。(2)故障现象:发动机出现启动困难、水温过高和冒烟严重等异常现象。故障分析:喷油泵半圆键安装不正确。这是针对采用法兰盘联接的喷油泵而言,原因大多是由于供油提前角自动调节器与供油正时齿轮和喷油泵凸轮轴之间的半圆键安装位置不对造成,这时可通过喷油泵
19、法兰盘上的弧形孔无法进行有效调整,先拆下喷油泵,可看到半圆键上出现有较明显的压痕,然后重新进行正确安装即可11。(3)故障现象:船舶柴油机加速迟缓或启动困难,甚至会出现起动一会后或稍加负荷就自动熄火。故障分析:当船舶柴油机低压油路中的油管、垫圈或接头由于老化、磨损等原因而出现燃油渗漏现象时,外面的空气将会进入低压油路从而形成气阻,引起供油不畅。所谓低压油路,是指由油箱至喷油泵进油腔之间的进油和回油管路。当油管由于燃油脏污堵塞进油滤网和柴油滤芯,或由于变形、老化或杂质堵塞致使油管的通油截面积减小时,船舶柴油机将会产生供油量不足、启动困难和发动机功率下降的故障,该故障的排查可直接就车完成,无须进厂
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