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導(dǎo)讀 隨著航運(yùn)業(yè)的發(fā)展，節(jié)能減排柴油機(jī)的需求量逐年攀升，新型共軌柴油機(jī)的使用更加廣泛。 瓦錫蘭8RT-flex68T-B型柴油機(jī)是一款新型共軌柴油機(jī)，其在節(jié)約能源、減少排放、使用壽命、可靠性、機(jī)動(dòng)性等方面有較大改善。  該機(jī)型取消傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、凸輪軸、高壓油泵等相關(guān)設(shè)備，其燃油噴射、排氣閥的開關(guān)及氣缸注油等均采用電子控制。  WECS9520控制系統(tǒng)通過FCM-20模塊對(duì)每個(gè)缸的燃油噴射控制單元 (Injection Control Unit，ICU)進(jìn)行獨(dú)立的全電子控制，其更是瓦錫蘭共軌柴油機(jī)的控制核心 J。  ICU的管理直接影響船舶柴油機(jī)的工作性能。  一 故障描述 某船主機(jī)采用瓦錫蘭8RT-flex68T-B型柴油 機(jī)。 2015年2月初，輪機(jī)員發(fā)現(xiàn)主機(jī)系統(tǒng)滑油出現(xiàn)壓力偏低、黏度下降的現(xiàn)象，同時(shí)測(cè)得主機(jī)滑油液位長(zhǎng)時(shí)間保持不變，甚至有所增加。 由于更換滑油時(shí)間較短，滑油應(yīng)處于較好的狀態(tài)。 為保證主機(jī)潤(rùn)滑效果，輪機(jī)員進(jìn)行以下操作： 檢查滑油溫度是否在正常工作范圍內(nèi)； 清洗主機(jī)滑油濾器； 檢查滑油分油機(jī)的工作狀況，清洗分離盤，相應(yīng)減少2臺(tái)主機(jī)滑油分油機(jī)的流量。 此外，提取滑油檢查其黏度、顏色，發(fā)現(xiàn)滑油有變質(zhì)的跡象，且變質(zhì)是緩慢、持續(xù)進(jìn)行的。 二 故障原因 1.引起主機(jī)滑油變質(zhì)的原因 (1)滑油中混入水。 滑油中混人海水或者淡水后會(huì)使滑油乳化變質(zhì)，阻礙滑油油膜的形成，同時(shí)會(huì)對(duì)其潤(rùn)滑 的設(shè)備產(chǎn)生腐蝕危害。 查看主機(jī)滑油發(fā)現(xiàn)并非是滑油乳化，且缸套冷卻水、滑油加熱器以及相關(guān)管路未發(fā)現(xiàn)冷卻水進(jìn)入滑油系統(tǒng)。 故排除滑油被冷卻水污染的原因。 (2)滑油中混入燃油。 經(jīng)過進(jìn)一步的檢查，發(fā)現(xiàn)主機(jī)滑油黏度偏低 ，打開道門油底殼中有燃油油氣的味道，確認(rèn)有燃油混入滑油系統(tǒng)中。 燃油可能是通過填料函位置進(jìn)入滑油系統(tǒng)的，但是燃油通過填料函進(jìn)入曲軸箱須同時(shí)滿足燃燒不良、活塞環(huán)密封不良、填料函密封不良等條件，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)各氣缸活塞環(huán)良好，填料函狀況良好，未發(fā)現(xiàn)其他地方存在燃油泄漏。 2.確定故障原因 瓦錫蘭8RT-flex68T-B型柴油機(jī) WECS9520控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)燃油的最優(yōu)化噴射控制。 ICU工作原理見圖 1。  圖 1 ICU工作原理 燃油共軌管中的壓力高達(dá)100MPa，伺服油管路中的壓力為20MPa。 當(dāng)共軌閥打開后，伺服油推動(dòng)噴射控制閥動(dòng)作，此時(shí)壓力100MPa的燃油從共軌管路進(jìn)入燃油量活塞內(nèi)部推動(dòng)活塞向左側(cè)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)燃油量活塞左側(cè)的燃油被壓縮到噴油器的啟 閥壓力時(shí)，開始噴油。 主機(jī)負(fù)荷較高時(shí)，單缸內(nèi)所有噴油器都正常工作，但是當(dāng)主機(jī)負(fù)荷降低到一定程度時(shí)，其中1個(gè)或2個(gè)共軌閥會(huì)停止工作，與其對(duì)應(yīng)的噴油器也停止噴油 (多段噴射)。  圖 2 噴油器工作數(shù)量隨主機(jī)負(fù)荷的變化 噴油器的工作數(shù)量隨主機(jī)負(fù)荷的變化而變化 (見圖2)，這樣就使主機(jī)在低負(fù)荷時(shí)的霧化效果得到改善，同時(shí)減少燃油量，達(dá)到節(jié)能減排的目的。 通過 FlexView軟件初次檢查發(fā)現(xiàn)各缸參數(shù)均在說明書要求范圍內(nèi)。 可是經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的觀察發(fā)現(xiàn)，主機(jī)No.4缸在高負(fù)荷時(shí)無異常，但在低負(fù)荷時(shí)會(huì)出現(xiàn)時(shí)而爆壓偏低、共軌壓力波動(dòng)、伺服油壓上升，時(shí)而恢復(fù)正常的現(xiàn)象。 對(duì)ICU全面檢查后發(fā)現(xiàn)該機(jī)型的ICU上存在 1個(gè)燃油與滑油間接接觸點(diǎn)，見圖1中的燃油噴射控制閥。 判斷應(yīng)該是 No.4缸ICU中的1個(gè)燃油噴射控制閥泄漏導(dǎo)致壓力100MPa的燃油進(jìn)入壓力 20MPa的伺服油中，并通過回油管路流 回到柴油機(jī)的油底殼中。 由于分油機(jī)很難從滑油中把燃油徹底清除，導(dǎo)致滑油變質(zhì)，且泄漏較為緩慢，所以滑油的變質(zhì)是緩慢進(jìn)行的。 另外，將檢驗(yàn)過的滑油與說明書中的極限值(見表1)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，被污染的滑油的黏度值低于表1中的極限值140mm／s，且閃點(diǎn)也比規(guī)定的極限值200℃低。  綜合上述現(xiàn)象最終確定滑油中混入燃油，而燃油正是從 ICU中的噴射控制閥進(jìn)入滑油的。 三 處理措施 由于輪機(jī)員對(duì)瓦錫蘭8RT-flex68T-B型柴油機(jī)較為生疏，且ICU為精密部件，廠商要求不得私自解體，因此船舶到港后對(duì)主機(jī)的 No.4缸ICU進(jìn)行更換。 維護(hù)工程師得出的故障原因與輪機(jī)員分析 的一致，說明故障分析思路正確。 雖然該機(jī)型的設(shè)備可靠性較高，但為避免故障再次發(fā)生，維護(hù)工程師建議再仔細(xì)檢查一下燃油共軌和伺服油共軌系統(tǒng)。 當(dāng)檢查ICU上的伺服油濾器時(shí)發(fā)現(xiàn)No.4缸 的濾器破損，且破損的細(xì)小碎片缺失，猜測(cè)該碎片隨伺服油進(jìn)入ICU，對(duì)燃油噴射控制閥產(chǎn)生磨粒磨損，導(dǎo)致磨損事故進(jìn)一步擴(kuò)大。 于是重新更換濾器，并對(duì)其他缸進(jìn)行檢查，最終故障得以解決。  四 及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)采取的措施 瓦錫蘭8RT-flex68T-B型柴油機(jī)為單缸獨(dú)立ICU控制，每個(gè)ICU中存在3個(gè)共軌閥、3個(gè)噴射控制閥對(duì)應(yīng)3個(gè)燃油噴射器，該故障是由3個(gè)噴射控制閥的其中1個(gè)磨損導(dǎo)致的。 (1)輪機(jī)員在尋找故障原因的過程中應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間關(guān)注FlexView中參數(shù)的變化，當(dāng)主機(jī)高負(fù)荷時(shí)有3個(gè)噴射控制閥工作，對(duì)排溫、爆壓影響不大，而低負(fù)荷時(shí)是1個(gè)噴射控制閥工作，此時(shí)會(huì)不明顯地表現(xiàn)出排溫低、爆壓偏低、共軌壓力波動(dòng)等現(xiàn)象。 只有當(dāng)1個(gè)磨損嚴(yán)重的噴射控制閥工作時(shí)才會(huì)在FlexView 中出現(xiàn)該故障。 (2)輪機(jī)員應(yīng)注意共軌壓力波動(dòng)的變化。 燃油噴射控制閥的泄漏發(fā)生在共軌電磁閥打開時(shí)伺服油推動(dòng)其工作的過程中，而此時(shí)恰好是燃油噴射過程共軌管中壓力存在波動(dòng)，常被認(rèn)為是正常的噴油器噴油導(dǎo)致共軌壓力波動(dòng)，所以壓力波動(dòng)的變化很容易被忽略。 (3)輪機(jī)員在工作中應(yīng)熟悉新型共軌柴油機(jī)的 結(jié)構(gòu)及其工作原理，尤其是ICU等。 應(yīng)熟練應(yīng)用FlexView查找故障，注意共軌參數(shù)的變化，尤其是共軌壓力、溫度及各缸內(nèi)部參數(shù)的變化，以及報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出的警報(bào)等。  五 故障的預(yù)防與反思 (1)注意伺服油濾器前后壓差，保證伺服油的清潔，定期清洗伺服油濾器，一般每半年清洗1次。 (2)盡量調(diào)小滑油分油機(jī)的分離量，并定期清洗、檢查其分離效果。 (3)定期檢查共軌閥的接線，避免和油、水等液體接觸，防止電磁閥損壞導(dǎo)致ICU發(fā)生故障。 (4)注意滑油的黏度、顏色 、溫度等變化，定期送檢化驗(yàn)。 (5)共軌燃油的溫度須保持在要求范圍內(nèi)，共軌管的伴溫加熱須保持良好，防止伴溫不好 導(dǎo)致油溫變化出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象。 (6)輪機(jī)員應(yīng)熟練使用FlexView查找故障。  六 結(jié)束語(yǔ) 該故障解決比較艱難，耗費(fèi)較多精力，這主要是因?yàn)檩啓C(jī)員不太了解這種新型柴油機(jī)的工作原理，未按照共軌柴油機(jī)的思路去解決問題，最終在解決故障的過程中，走較多彎路。 所以，輪機(jī)員應(yīng)該加強(qiáng)此類知識(shí)的學(xué)習(xí)，適應(yīng)航運(yùn)發(fā)展要求，為航運(yùn)安全作出努力。 本文原創(chuàng)作者系： 浙江國(guó)際海運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 楊加力 于敬來 圖片來源于： 大連遠(yuǎn)洋運(yùn)輸公司《船舶輪機(jī)新技術(shù)——共軌技術(shù)在船上的應(yīng)用》——輪機(jī)長(zhǎng) 鄭連國(guó)  END |
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